锂电“愈卷愈烈”！固态电池瓶颈突破有望 离大规模量产更近 环球新动态

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财联社6月9日讯（编辑 黄君芝）据报道，英国牛津大学的最新研究或可改变EV电池界的“游戏规则”，因为它将有助于实现全固态电池的大规模量产。

全固态电池是一种所有部件都是固体的电池，由于其能够存储更多能量，而且更具安全性，已然成为替代锂离子电池最具潜力的候选者之一，受到了人们的广泛关注。

分析人士认为，如果固态电池能够实现量产，将能够给电动汽车行业带来革命性的变化，因为其可有效增加电动汽车的续航里程，并显著降低电动汽车体积和重量。然而，固态电池在实际电流下循环（反复充放电）后会发生故障，这也是阻碍其实现大规模商业化的障碍之一。

在最新研究中，牛津大学的研究人员们利用先进的成像技术，揭示了导致锂金属固态电池（Li-SSBs）失效的机制。他们称，如果能够克服这些问题，使用锂金属阳极的固态电池可以在EV电池的续航里程、安全性和性能方面实现阶梯式的改进，并有助于推进电动航空的发展。

他们的研究成果已于近期发表在了《自然》杂志上。具体而言，研究小组使用了一种称为钻石光源X射线计算机断层扫描的先进成像技术，以前所未有的细节观察了充放电过程中枝晶的形成。

新的成像研究表明，枝晶裂纹的萌生和扩展是独立的过程，由不同的潜在机制驱动。枝晶裂纹是锂在亚表面孔隙中积累形成的。当孔隙充满时，电池的进一步充电会增加压力，从而导致破裂。相反，当锂离子仅部分填充裂纹时，则会通过楔形打开机制将裂纹从后方打开。

该研究共同主要作者之一Dominic Melvin说，“这一新的认识指出了克服Li-SSBs技术挑战的前进方向。例如，虽然锂阳极的压力可以很好地避免在放电时与固体电解质的界面产生间隙，但我们的研究结果表明，太大的压力可能是有害的，使枝晶传播和充电时短路的可能性更大。”

因此，研究人员指出，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。

Melvin说：“固态电池的瓶颈是电池技术进步面临的最重要挑战之一。虽然今天的锂离子电池将继续改进，但对固态电池的研究有可能成为高回报和改变游戏规则的技术。”

根据法拉第研究所（Faraday Institution）最近的一份报告，到2040年，固态电池可以满足全球消费电子产品电池需求的50%，运输电池需求的30%，飞机电池需求的10%以上。

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