牛津大學揭示鋰陽極孔隙成因 或助固態電池發展

據瞭解，英國牛津大學（the University of Oxford）法拉第研究所（Faraday Institution）的工作者揭示固體電解質和鋰陽極在放電過程中會形成孔隙的原因，有效解決固態電池短路與故障的問題，這或許有助於汽車行業發展。

相較液態電池，固態電池有更強的儲荷能力與更高的安全性，不僅能有效增加新能源汽車的續航里程，還實現汽車的輕量化。然而，固態電池的發展必須挑戰下面兩點：1、當電池在充電和不充電狀態之間迴圈時，需要防止枝晶生長；2、固體電解質和鋰陽極在放電過程中會形成孔隙，導致電池兩部分之間的接觸面積減少。

目前，牛津大學研究者採用了三極電池，分別研究了在鋰金屬/陶瓷介面處鋰電鍍和鋰剝離過程對電池迴圈的影響，並選用Li6PS5Cl作為固體電解質，有較高電導率與較好耐使用性能。

實驗發現，如果要避免在固態電池內形成枝晶，就需要在鋰離子剝離（CCS）過程中，控制在關鍵電流密度之下（即開始形成孔隙的臨界電流密度）進行電池迴圈。當電流密度大於CCS時的電流密度，電池迴圈中會累積孔隙，固體電解質的接觸面積相應減小，導致局部電流密度增大，直至形成枝晶，導致電池短路和故障。

現在，電動汽車鋰離子電池含有易燃有機液體電解質，在充放電過程中，鋰離子會穿過電解質，由於此類液體存在安全隱患，所以用固態電解質取代電解液，以降低火災風險。而若要真正實現固態電池的量產，全世界人還必須得多加油努力一段時間。

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