固态电池(SSB)的界面接触不良,导致枝晶快速生长和短路。超声波处理为在室温下通过超声波焊接修复SSB提供了一种潜在解决方案,以改善界面接触,避免副反应。一个重大挑战是超声波对SSB的不利影响,例如脆性电解质中的严重开裂会增加枝晶生长和短路的风险。受医院患者超声治疗的启发,密歇根大学Chen Lei、通用汽车公司Wang Qigui在超声结构相互作用模拟的指导下,对超声的时空操纵(TSMU)进行了研究,以最大限度地提高超声焊接的传播能量,同时降低电解质开裂的可能性。
本文要点:
1) 作者实现了TSMU在Li/石榴石/Li对称电池中的应用,对于从SSB制造到(放电)循环的不良界面,可以将界面电阻从数千Ω cm-2降低到数十Ω cm-2。
2) 此外,恒电流循环进一步证明,在电流密度为0.1mA cm-2的情况下,TSMU愈合电池在1000次循环中具有优异的稳定性,这是在存在短路问题的恒定超声波中无法实现的。
Yaohong Xiao et.al Tempo-Spatial Manipulation of Ultrasonics Toward Healing of Solid-State Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202405026
https://doi.org/10.1002/aenm.202405026