宾夕法尼亚州立大学沃尔特·米尔斯 锂枝晶在原子力显微镜下成像并进行应力测试
学分:张实验室/宾夕法尼亚州立大学 锂离子电池通常在电极之间形成针状结构，这会使电池短路，有时还会引起火灾
现在，一个国际研究小组发现了一种生长和观察这些结构的方法，以了解阻止或防止它们出现的方法
宾夕法尼亚州立大学机械工程教授林颜歌·张说:“很难检测到这种晶须的成核并观察其生长，因为它很小。”
“锂的极高反应性也使得用实验方法检验其存在和测量其性质变得非常困难
" 锂须和枝晶是只有几百纳米厚的针状结构，可以从锂电极通过液态或固态电解质向正极生长，使电池短路，有时会引起火灾
来自中国、佐治亚理工学院和宾夕法尼亚州立大学的合作团队成功地在环境透射电子显微镜(ETEM)中利用二氧化碳气氛生长出锂须
二氧化碳与锂的反应形成了一层氧化层，有助于稳定晶须
他们本周在《自然纳米技术》上在线报告了他们的结果
论文题目是“用原位电子探针-原子力显微镜揭示锂晶须的生长和应力产生”
" 创新性地，该团队使用原子力显微镜(AFM)尖端作为反电极，集成的ETEM-AFM技术允许晶须生长的同时成像和生长应力的测量
如果生长应力过高，它会穿透并破坏固体电解质，使晶须继续生长，最终使电池短路
“现在我们知道了生长压力的极限，我们可以设计相应的固体电解质来防止它，”张说
锂金属基全固态电池因其更高的安全性和能量密度而备受青睐
张说，这项新技术将受到力学和电化学界的欢迎，并可用于许多其他应用
该团队的下一步是在透射电镜下观察枝晶在更真实的固态电解质中的形成，以了解到底发生了什么
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