安全固态锂电池预示着储能的范式转变

生产安全，功能强大且价格适中的固态锂电池的竞赛正在加速，最近有关使用称为石榴石的固态不可燃陶瓷电解质的改变游戏规则的研究的最新公告在某些竞赛中称其为革命性的。

机械工程学助理教授凯尔西·哈特泽尔(Kelsey Hatzell)表示：“这是储能的范式转变。” 一篇论文“孔连通性对用同步加速器X射线断层扫描观察的LLZO电解质中Li枝晶传播的影响”描述了她对石榴石电解质失效点的新颖研究，该研究已于3月在化学会的《能源快报》上在线发表。这是该月阅读次数最多的ACS Letters文章之一。

锂离子电池通常包含会着火的液态有机电解质。使用不易燃的基于石榴石的电解液可消除火灾危险。用诸如石榴石之类的固体有机物代替液体电解质还可以通过延长电池寿命来降低成本。

Hatzell说：“固态电池是全电动汽车和其他将能量存储和安全放在首位的应用的理想选择。”

Hatzell的团队测试了Li 7 La 3 Zr 2 O 12 –氧化镧镧锆或LLZO –石榴石型材料，由于其高的锂离子传导性以及与Li金属的相容性，在全固态电池应用中显示出了广阔的前景。

Hatzell说：“了解这些电解质系统中的失效机理对于设计弹性固体电解质系统至关重要。” “ LLZO的主要限制是在低电流密度下容易发生短路事件。”

Hatzell的研究使用同步加速器X射线断层扫描技术追踪了实际充放电事件后LLZO的结构变化。这项技术使研究人员可以查看电池内部并以亚微米分辨率查看3D结构特征。

Hatzell说：“大多数使用固态扫描仪或扫描电子显微镜对固体电解质中的锂进行成像的技术都是破坏性的或异位的。使用同步加速器工具在更现实的条件下测试材料，使我们能够探查掩埋的界面。”沉凤玉，博士后，研究生，肖向辉，Marm Dixit。