牛津大学揭示锂阳极孔隙成因 或助固态电池发展

据了解，英国牛津大学（the University of Oxford）法拉第研究所（Faraday Institution）的工作者揭示固体电解质和锂阳极在放电过程中会形成孔隙的原因，有效解决固态电池短路与故障的问题，这或许有助于汽车行业发展。

相较液态电池，固态电池有更强的储荷能力与更高的安全性，不仅能有效增加新能源汽车的续航里程，还实现汽车的轻量化。然而，固态电池的发展必须挑战下面两点：1、当电池在充电和不充电状态之间循环时，需要防止枝晶生长；2、固体电解质和锂阳极在放电过程中会形成孔隙，导致电池两部分之间的接触面积减少。

目前，牛津大学研究者采用了三极电池，分别研究了在锂金属/陶瓷接口处锂电镀和锂剥离过程对电池循环的影响，并选用Li6PS5Cl作为固体电解质，有较高电导率与较好耐使用性能。

实验发现，如果要避免在固态电池内形成枝晶，就需要在锂离子剥离（CCS）过程中，控制在关键电流密度之下（即开始形成孔隙的临界电流密度）进行电池循环。当电流密度大于CCS时的电流密度，电池循环中会累积孔隙，固体电解质的接触面积相应减小，导致局部电流密度增大，直至形成枝晶，导致电池短路和故障。

现在，电动汽车锂离子电池含有易燃有机液体电解质，在充放电过程中，锂离子会穿过电解质，由于此类液体存在安全隐患，所以用固态电解质取代电解液，以降低火灾风险。而若要真正实现固态电池的量产，全世界人还必须得多加油努力一段时间。

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