電池安全迎轉(zhuǎn)機(jī)！首次直擊電池"隱形殺手"，鋰枝晶難題迎重大突破

03月18日訊 鋰離子電池作為新能源領(lǐng)域核心儲(chǔ)能載體，其內(nèi)部安全隱患一直是行業(yè)攻關(guān)重點(diǎn)。長(zhǎng)期困擾電池領(lǐng)域的"鋰枝晶"難題迎來(lái)重大突破，美國(guó)萊斯大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)組成的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)，首次在工作狀態(tài)的電池中，直接觀測(cè)到鋰枝晶的生長(zhǎng)與斷裂全過(guò)程，揭開(kāi)了其未知力學(xué)特性，為提升電池安全性、攻克儲(chǔ)能技術(shù)瓶頸提供了全新思路。相關(guān)重磅成果已刊發(fā)于最新一期國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)》。

鋰枝晶：電池安全的"隱形尖刺"，行業(yè)久治難題

在鋰離子電池內(nèi)部，鋰枝晶是一種形似微小金屬"尖刺"的特殊結(jié)構(gòu)，也是導(dǎo)致電池性能衰減、引發(fā)安全事故的核心元兇。在電池充放電過(guò)程中，鋰枝晶會(huì)不斷生長(zhǎng)、延伸，不僅會(huì)刺穿電池內(nèi)部隔膜，造成內(nèi)部短路，還會(huì)斷裂形成無(wú)法參與電化學(xué)反應(yīng)的"死鋰"，加劇電池容量損耗、縮短使用壽命，是制約高能量密度鋰金屬電池商業(yè)化的關(guān)鍵障礙。

此前學(xué)界對(duì)鋰枝晶的研究多停留在間接推測(cè)層面，難以在真實(shí)工作電池中捕捉其動(dòng)態(tài)變化，對(duì)其力學(xué)特性、生長(zhǎng)斷裂機(jī)制的認(rèn)知存在諸多空白，導(dǎo)致電池安全優(yōu)化缺乏精準(zhǔn)理論支撐。

突破性觀測(cè)：直擊生長(zhǎng)斷裂全過(guò)程，刷新學(xué)界認(rèn)知

此次國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了里程碑式突破，摒棄傳統(tǒng)間接檢測(cè)手段，在保持電池正常工作的狀態(tài)下，直接捕捉到鋰枝晶從生長(zhǎng)到斷裂的完整動(dòng)態(tài)畫(huà)面。通過(guò)原位觀測(cè)與力學(xué)分析，團(tuán)隊(duì)揭示了鋰枝晶此前不為人知的力學(xué)特性，推翻了部分傳統(tǒng)認(rèn)知，厘清了鋰枝晶破壞電池結(jié)構(gòu)、引發(fā)故障的底層邏輯。

這一原位觀測(cè)成果，填補(bǔ)了鋰枝晶微觀行為研究的空白，讓科研人員首次看清"隱形尖刺"的演化規(guī)律，不再局限于事后排查隱患，而是能從機(jī)理層面制定針對(duì)性防控方案。

技術(shù)價(jià)值：賦能電池升級(jí)，筑牢新能源安全防線

鋰枝晶機(jī)理的破解，對(duì)新能源行業(yè)意義深遠(yuǎn)。無(wú)論是消費(fèi)電子、新能源汽車，還是儲(chǔ)能電站，鋰離子電池的安全性與壽命始終是核心考核指標(biāo)。此次發(fā)現(xiàn)為科研人員優(yōu)化電池電解質(zhì)、隔膜設(shè)計(jì)，調(diào)控鋰沉積過(guò)程提供了理論依據(jù)，有助于研發(fā)更安全、更高能量密度、更長(zhǎng)循環(huán)壽命的新型儲(chǔ)能電池，推動(dòng)新能源汽車、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級(jí)。

隨著該項(xiàng)成果的后續(xù)轉(zhuǎn)化，有望打破鋰金屬電池產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)壁壘，加速下一代高性能電池的落地步伐，為全球新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展掃清關(guān)鍵障礙。

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