電池研究領域充滿了障礙和瓶頸，但有一個問題比大多數問題更突出。稱為樹突的樹枝狀生長繼續困擾著許多類型的下一代電池設計，但麻省理工學院領導的新研究聲稱已經發現了問題的根源，並展示了如何通過巧妙地利用機械應力來消除它。
研究人員發現，儘管固體電解質是由相對堅硬的材料製成的，但當離子在兩側的電極之間移動時，非常柔軟的鋰能夠穿透它。這是電極在接受和沉積鋰時體積發生變化的結果，這反過來又會導致有問題的機械應力。
在後續實驗中，該團隊表明可以施加機械應力來引導樹突的生長，使它們完全符合壓力方向的鋸齒形和鋸齒形。雖然無法阻止它們完全形成，但這確實意味著它們可能會通過電極長距離生長，而不是迅速退出以在電解質中造成嚴重破壞。
該團隊通過使用機械壓力彎曲材料來證明這一點，並設想了在現實生活中的電池中實現這一目標的幾種方法。該設備可以結合具有不同熱膨脹特性的材料來誘導彎曲，進而產生機械應力，或者可以在材料中摻雜導致變形的原子。
重要的是，控制枝晶生長所需的壓力被認為是非常容易實現的，大約在 150 到 200 兆帕之間，該團隊表示這並不難實現。如果他們能夠做到這一點，並設計出一種電池，通過讓它們在電極中無害地生長來克服枝晶問題，那麼這項工作可能會開啟非常有前途的下一代架構，例如固態鋰金屬電池。
使用純鋰金屬代替石墨和銅作為陽極之一，它們可以提供當今電池的幾倍能量密度，同時由於不使用易燃液體電解質，因此更輕、更安全。從這裡開始，該團隊的目標是展示一種具有這種形式的所需機械應力的功能性電池，以指導枝晶形成的方向。（來源：newatlas.com）
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