金属枝晶渗透是电解液失效的一种形式，威胁着金属负极固态电池的工作能力。

树枝晶是由机械故障驱动的，还是由固体电解质的电化学降解驱动的，这仍然是一个悬而未决的问题。如果内部机械力驱动失效，叠加与内部应力相反的压缩载荷可能会减少树枝晶的渗透。

基于此，麻省理工学院蒋业明(Yet-Ming Chiang)教授开发了一种实验方法和断裂力学模型，解释了导致金属-树枝晶扩展的电化学力和机械力之间的相互作用。

文章要点

1）研究人员观察了在连续和同时的电化学和机械刺激下，锂金属枝晶在Li6.6La3Zr1.6Ta0.4O12(LLZTO)模型固体电解质中的扩展。

2）利用断裂力学，研究人员预测了阻止或偏转枝晶所需的机械应力状态，并将这些结果与实验进行了比较。

3）最后，研究人员提出了一种在固态电池制造过程中通过在电解液中引入残余压应力来偏转或阻止树枝晶的设计策略。

研究表明，枝晶的扩展是由电解质破坏决定的，电子泄漏起到的作用可以忽略不计。

参考文献

Fincher et al., Controlling dendrite propagation in solid-state batteries with engineered stress, Joule (2022)

DOI：10.1016/j.joule.2022.10.011

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.10.011