防止锂电池枝晶形成措施

在长期循环充放电中，锂枝晶的形成是我们日常生活中所使用的锂电池避免不了环节之一，限制了其在众多场合的应用。

一、控制电极涂布后的平整度

平整度越高，锂枝晶形成概率越小。

二、负极颗粒尺寸小于临界热力学半径

锂枝晶形成必须克服热力学临界半径，才能有足够的能量形核；单个晶核必须大于动力学临界半径才能够生长，否则该晶核就缓慢消失。

在锂枝晶生长过程形成锂核，存在一热力学临界半径raq 与动力学临界半径rk：

式中，为锂-电解质接口的表面能，Ω为锂的摩尔体积，z为电荷数，F为法拉第常数，Gf 为摩尔体积转化自由能。

三、向电解液中添加改性剂

改性剂在负极表面分解、聚合或吸附，作为反应物参与SEI膜的生成以改变SEI 膜的组成与结构，修饰SEI的物理化学性能，另外也可以做为活性剂改变锂负极表面的反应活性，调节锂沉积过程中的电流分布，均匀锂沉积。添加剂在电解液中甚至有ppm水平就可以起到改善锂沉积形貌和循环效率的效果。

四、使用凝胶/固体电解质

固态电解质（无机陶瓷）有较高的模量，可以阻止锂枝晶的生长和蔓延，锂枝晶很难穿刺电解质使正负极直接接触，安全性得以显著提高，因而才会有固态锂电池的出现。

五、设立高强度负极表面保护层

高模量的无机陶瓷，与负极的接触性较差，很容易导致接触不良，接口电阻过大，所以在一定程度上能减少负极与电解液的反应，不过在选择无机陶瓷材料时，必须在高模量和表面接触之间取得一个平衡。