一条通往长寿命、高性能固态电池的新路径

未来，电动汽车的续航里程大幅提升，充电像加油一样快，而且电池还绝对安全，不会起火…… 这就是固态电池描绘的美好蓝图。然而，现实一个关键的“拦路虎”就是锂金属负极总是过早地“罢工”，导致电池短路失效。

近日一项最新研究深入探查了锂金属负极的秘密并找到了一个令人惊讶却又合情合理的“元凶”。

首先，我们得知道为什么大家对固态电池（SSBs）如此期待。它们用固态电解质（SSE）替代了传统锂离子电池里的液态电解液。再加上能量密度极高的锂金属作为负极（LMA），理论上，固态电池能同时实现高能量、高安全这两个电动汽车梦寐以求的目标。

然而，实践起来却困难重重。科学家们发现，即使在看似温和的条件下，固态电池也常常“暴毙”——锂枝晶像不受控制的“藤蔓”一样生长，刺穿固态电解质这块“砖”，最终导致电池内部短路。

过去，大家普遍认为问题出在“接触不良”上。锂金属负极和固态电解质的界面就像两块没完全贴合的积木，中间有空隙。电流通过时，会集中在接触好的地方，形成“拥堵”，诱导锂枝晶生长。或者认为是在锂离子“搬家”（脱出/沉积）过程中，锂离子“回补”速度跟不上，导致界面处形成空洞，进而引发问题。这些理论有一定道理，也催生了诸如增大电池组装压力、优化界面等改进方法。

但奇怪的是，即使把界面做得非常完美，接触电阻甚至比液态电池还低，并且在远低于理论极限（比如所谓的“临界电流密度CCD”）的电流下进行充放电循环，固态电池依然会提前失效。这让科学家们百思不得其解，一定还有更深层次的原因没有被发现。