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同济大学研究团队在国际顶尖学术期刊《科学》上发表论文,首次揭示固态锂电池金属锂负极的疲劳失效现象,并提出新策略改善电池性能。这一成果有望推动固态锂电池技术的进一步发展。

  固态锂电池为何失效?同济大学研究团队在国际顶尖学术期刊《科学》(Science)上发表了新机制。北京时间今天凌晨2点,同济大学材料科学与工程学院车用新能源研究院罗巍教授团队的论文《固态电池锂金属负极的疲劳》在线发表。该研究首次揭示了固态锂电池金属锂负极的疲劳失效现象,并提出改善电池性能的新策略。

  论文获得了国际认可,美国国家加速器实验室杰出科学家Jagjit Nanda教授和美国橡树岭国家实验室高级研究员Sergiy Kalnaus博士在同期Science期刊上进行了专题评述,认为这一成果建立了固态电池电化学和机械疲劳的重要联系。

  随着新能源汽车行业的蓬勃发展,动力电池的能量密度和安全性备受关注。固态锂电池被认为是提升电池安全和能量密度的革命性方案,但其锂枝晶生长导致的失效和安全隐患一直是阻碍实际应用的关键问题。因此,深入探索电池失效机制并开发新技术显得尤为重要。

  研究团队发现,金属锂负极在循环机械载荷作用下会发生疲劳失效,这是锂金属的固有特性,也遵循经典的疲劳定律。这一发现加深了对固态锂电池失效过程的理解,并提出了通过增加疲劳强度来改善电池循环稳定性的新策略。

(a) 固态锂电池中金属锂负极疲劳失效示意图;(b,c) 通过锂合金化增加疲劳强度,改善固态锂电池循环稳定性。

  此研究成果对实现下一代长寿命固态锂电池具有重要的指导意义,有望推动固态锂电池技术的进一步发展。

(文章来源:上观新闻)