锂电池故障研究取得重大突破

陶瓷裂纹在压力下会破裂（Lara604 BY CC 2.0 相同方式分享）

研究人员在固体电解质锂金属电池方面尚未取得他们希望的进展。理论上，他们应该表现良好。然而，在实践中，神秘的短路和故障却一直困扰着他们。但昨天，即 2023 年 1 月 31 日，我们收到了一些进展消息。因为顶尖科学家团队发现了固体电解质锂电池失效的一个主要原因。

锂电池故障归结于压力

由斯坦福大学和 SLAC 国家加速器实验室专家组成的团队声称取得了突破。这是因为他们相信制造过程中的微小缺陷会在压力下失败。

“电池的轻微压痕、弯曲或扭曲都会导致材料中的纳米级裂缝打开。锂会侵入固体电解质，导致其短路。”高级研究作者 William Chueh 报告说。

“即使是制造过程中引入的灰尘或其他杂质也会产生足够的压力，导致故障，”他继续说道。材料科学与工程副教授与机械工程助理教授顾温迪合作。

现在，固体电解质失效在锂电池行业已经算不上什么新闻了。这个问题已经困扰我们一段时间了。这是电极通过电解质屏障短路的主要原因，这应该可以防止这种锂电池故障的发生。

但这一发现的统计相关性如何？

另一组科学家此前在《自然能源》杂志上报告了相关发现（见下面的链接）。他们报告说，解决这个问题“可以克服广泛使用电动汽车的主要障碍，并带来许多其他好处”。

斯坦福大学团队解释说，许多固体锂离子隔膜都是陶瓷电解质。他们补充道，“就像我们家中的陶瓷一样，它们的表面可能会出现微小的裂纹”。事实上，为了彻底解决这个问题，他们通过 60 多个实验证实了这一现象。

许多纳米级裂纹、凹痕和裂缝的宽度都小于 20 纳米。与此相比，一张纸的厚度约为 100,000 纳米。他们说，这些固有的裂缝在快速充电过程中会打开，使锂能够侵入它们。