《神州能源》中外研究團隊揭開固態電池短路機制,將助產業發展

　　《經濟通通訊社21日專訊》固態電池會突然短路失效的難題獲得解答。中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心王春陽研究員聯合加州大學爾灣分校忻獲麟教授、麻省理工學院李巨教授,在全固態電池失效機制研究方面取得重要突破,首次在原子尺度揭示了短路機制,並為設計更安全的電解質指明方向,同時展示電子顯微鏡在新能源研究中的強大威力。

　　據了解,比液態鋰電池更安全的全固態電池,用固態電解質取代液態電解液,同時搭配能量密度更高的鋰金屬負極,但這種革命性電池面臨一個致命難題--固態電解質會突然短路失效。

　　固態電解質本身的鋰離子傳輸穩定性及析鋰(鋰離子在電解質內部得電子被還原)引發的短路問題,是制約全固態電池發展的關鍵瓶頸之一。受限於光學顯微鏡、掃描電鏡和同步輻射X成像等技術的空間分辨率限制,固態電解質短路失效的納米尺度起源尚不明確。研究團隊遂利用原位透射電鏡技術首次在納米尺度揭示了無機固態電解質中的軟短路-硬短路轉變機制及其背後的析鋰動力學,研究成果以已於5月20日發表在《美國化學會會刊》(Journal　of　the　American　Chemical　Society)。

　　原位電鏡觀察表明,固態電解質內部缺陷(如晶界、孔洞等)誘導的鋰金屬析出和互連形成的電子通路直接導致了固態電池的短路,這一過程分為兩個階段:軟短路和硬短路。研究團隊基於相關發現,利用三維電子絕緣且機械彈性的聚合物網絡,發展了無機╱有機複合固態電解質,有效抑制了固態電解質內部的鋰金屬析出、互連及其誘發的短路失效,顯著提升了其電化學穩定性。(sl)