可充电锂金属电池中的固体电解质在电镀过程中容易发生锂金属短路,其根本原因仍存在巨大争议。有鉴于此,斯坦福大学McConohy Geoff、Xu Xin、Chueh William C.报道了石榴石固体电解质中锂侵入概率的机械调节。
本文要点:
1) 作者利用微探针扫描电子显微镜系统研究了局部和全局施加应力对Li6.6La3Ta0.4Zr1.6O12(LLZO)中锂侵入概率的影响。经过统计分析,作者发现作为锂金属直径函数的侵入累积概率遵循威布尔分布。并随着微探针–LLZO接触力的增加,锂金属的特征失效直径显著减小。
2) 此外,作者通过悬臂梁弯曲实验施加0.070%的压缩应变来控制入侵传播的方向。并发现锂侵入电解液的根本原因是电流聚焦和纳米级裂纹的存在,而不是电子泄漏或电化学还原。该工作突出了脆性固体电解质中电化学电镀反应的机械可调谐性。
Geoff McConohy et.al Mechanical regulation of lithium intrusion probability in garnet solid electrolytes Nature Energy 2023
DOI: 10.1038/s41560-022-01186-4
https://doi.org/10.1038/s41560-022-01186-4