固态电池短路的原因

    作为最具潜力的“下一代动力电池”，固态电池被业界寄予厚望。

    目前，手机和电动汽车都靠锂电池供电，但常用的液态锂电池存在安全隐患。为了解决这个问题，科研人员正在开发一种更安全的全固态电池。这种电池用固态电解质代替液态电解液，还能搭配具有更高能量密度的锂金属负极，让电池储能更多。不过，这种新电池也有个棘手的问题：固态电解质有时会突然短路，导致电池失效。

    研究工作中，科研人员通过原位电镜观察发现，固态电池短路的原因主要与内部缺陷有关，比如晶界和孔洞。这个过程分为两步：先是软短路，后是硬短路。在软短路阶段，锂金属像树根一样沿着缺陷生长，形成临时的导电通道。这些通道会频繁出现，导致短路电流逐渐增大。此时，固态电解质就像被“训练”了一样，慢慢形成固定的导电通道。随着情况恶化，固态电解质最终彻底丧失绝缘能力，发生不可逆的硬短路。

    “在这个过程中，锂金属会像水银渗入金属一样，在微小裂缝中‘腐蚀’材料结构，导致脆裂扩散。最终，电池从暂时漏电的软短路彻底崩溃为永久的硬短路。”中国科学院金属所研究员王春阳说，“我们的研究表明，这种失效机制在多种无机固态电解质中普遍存在。”

    基于以上发现，科研人员利用具有弹性和绝缘性的聚合物网络，开发了一种新型的无机/有机复合固态电解质，有效抑制了固态电解质内部锂金属的析出和互连，从而有效避免了电池短路问题，大幅提高了电池的稳定性和安全性。

    （《科技日报》5.22 陆成宽）