第一，[科學背景]

在固態(tài)鋰電池領域，鋰金屬與固態(tài)電解質界面的復雜進化(具體表現(xiàn)為界面間隙)嚴重制約了電池性能，導致電化學反應和接觸不均勻失效。這不僅會使界面阻抗急劇上升，而且會促進鋰枝晶體的生長，最終導致電池短路，極大地限制了固體電池的性能和循環(huán)壽命。另外，為了保持接口接觸所需的高堆疊壓力，會降低電池的能量密度，不利于實際應用。所以，探索固體鋰金屬電池的核心問題是：如何在保持界面穩(wěn)定的同時，在低堆疊壓力環(huán)境下抑制間隙生成。

第二，【創(chuàng)新成果】

最近，美國佐治亞理工學院Matthew T. 受生物形態(tài)發(fā)生學的啟發(fā)，McDowell教授團隊創(chuàng)新地提出了一種界面自我調節(jié)策略——引入可變形第二相(鈉)動態(tài)響應電-化學-機械刺激。在剝離含鈉鋰電極時，電化學惰性鈉會自發(fā)地聚集在界面上，其優(yōu)異的變形能力在不阻礙鋰離子傳輸?shù)那闆r下，保證了緊密的電接觸。借助operandoop 研究小組觀察到，X射線斷層掃描和電子顯微鏡技術可以有效抑制界面間隙的形成，顯著提高低堆壓環(huán)境下的循環(huán)穩(wěn)定性。這一反直覺策略增加了電化學惰性堿金屬，為固體電池界面工程開辟了新的途徑。研究以“Interface morphogenesis with a deformable secondary phase in solid-state lithium batteries“問題發(fā)表在國際頂級期刊上?！禨cience》事實上，引起了有關行業(yè)科研人員的熱議。

圖1. Li-電化學剝離和Na電極沉積試驗 ? 2025 AAAS

圖2. 電化學阻抗分析界面演變 ? 2025 AAAS

圖3. X射線CT分析界面演化的原點 ? 2025 AAAS

圖4. Li-恒電流循環(huán)測試Na電極 ? 2025 AAAS

圖5. 電化學力學建模在SSE界面演變。 ? 2025 AAAS

第三，【科學啟迪】

該研究論證了適用于鋰金屬固態(tài)電池的頁面形態(tài)的概念——通過局部化學-機械刺激，可以促進整體觸摸模式的形成，實現(xiàn)多相電極中跨尺度界面特性的自我調節(jié)。二元鋰-鈉電極通過在固體電解質界面上積累高可變形鈉域來抑制間隙生長，從而在低堆疊壓力下提高鋰剝離能力和循環(huán)性能。鈉相對活性鋰的電化學惰性，避免了鋰反應性金屬合金或碳基中間層及復合材料常見的結構退化問題。另外，二元堿金屬箔可以通過簡單的冶金工藝制備和冷軋成型，避免了更復雜的加工工藝。這項研究可能會促進多組分金屬負極性能的突破，為實際應用提供有吸引力的解決方案。

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