枝晶生长是导致全固态电池循环性能恶化的主要因素之一。然而，由于力学和电化学中固有的竞争因素，使用单一的主要材料来形成固体电解质遇到了一些问题。

近日，北卡罗来纳大学夏洛特分校 Jun Xu受“砖块和砂浆”结构的启发，提出了在固体电解质(SE)中嵌入异质块(HBs)的策略来减轻和抑制枝晶生长诱导的内部短路(ISCs)。

文章要点

1）研究人员建立了一个基于相场的多物理模型来描述枝晶生长行为。结果表明，HBs和SE之间的特征长度比e是支配枝晶生长路径的控制因素。结果表明，单个长HB和中等长度的多个特定布局的HB可以抑制和转移枝晶生长，完全避免ISCs。对于短HB案例，HBs可以在一定程度上延迟ISC。

2）结果表明，在SE中加入适当设计的异质层将有效地阻止枝晶，并定义所需的力学性能域。因此，这项工作提供了对枝晶生长和SE开裂的多物理机制的理解，并为长生命周期ASSB的材料选择和结构设计开辟了新的视角。

参考文献

Chunhao Yuan, et al, Heterogeneous Reinforcements to Mitigate Li Penetration through Solid Electrolytes in All-Solid-State Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201804

https://doi.org/10.1002/aenm.202201804