中科院研发可预警锂枝晶的复合固态电解质

IT时代网10月18日消息，中国科学院化学研究所 10 月 16 日公布最新研究进展，提出一种具有枝晶传感功能的复合固态电解质，可用于智能锂电池并实现锂枝晶的识别和预警。

锂二次（可充电）电池已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、规模储能等领域。电池充放电过程中锂枝晶的生长与穿透可能引发电池内部短路，甚至进一步导致热失控，严重制约锂二次电池的安全应用。现有安全监测主要依赖温度、压力等外部传感器，难以直接感知电池内部早期局部失效，因此发展具有本征传感能力的固态电解质具有重要意义。

在中国科学院、国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委等支持下，化学所分子纳米结构与纳米技术实验室郭玉国团队提出了一种具有枝晶传感功能的复合固态电解质。该方案借鉴生物神经元的“电-化学-电信号”传导机制，将无机固态电解质纳米颗粒作为感知单元，聚合物电解质作为保护层，在保证锂离子传输的同时避免正常循环过程中无机组分与锂金属直接接触。

当锂枝晶穿透聚合物层并接触无机组分后，可触发界面化学反应，将微观枝晶穿透转化为宏观电压信号。研究表明，该复合固态电解质能够在电池内部严重短路前产生明显的外部电压响应，实现锂枝晶的识别和预警。

这项研究把传统被视为电池失效因素的界面反应转化为主动的安全感知，实现了固态电解质由“被动抑制枝晶”向“主动感知枝晶”的功能拓展，为智能锂电池设计提供了新范式，相关成果已发表于 Nature 旗下期刊。

注：本文配图由AI生成。本文综合自IT之家等，文中包含AI辅助创作的内容。

编辑：林一舟