固态锂电池为何失效？同济大学研究团队给出了新机制。

北京时间4月18日凌晨，《科学》杂志在线发表同济大学材料科学与工程学院车用新能源研究院罗巍教授与合作者的研究论文，题为《固态电池锂金属负极的疲劳》。该研究首次发现固态锂电池金属锂负极疲劳失效现象，揭示疲劳失效新机制，并提出了抑制疲劳失效改善固态电池性能的新策略。

美国国家加速器实验室杰出科学家、斯坦福电池中心执行主任贾格吉特·南达教授和美国橡树岭国家实验室高级研究员谢尔盖·卡尔瑙斯博士评述认为，“这一成果提供了固态电池电化学和机械疲劳之间的重要联系”。

近年来，随着新能源汽车蓬勃发展，对动力电池的能量密度和安全性的要求更高，锂电池固态化被认为是提升电池安全和能量密度的革命性解决方案，固态锂电池引来广泛关注。然而，在固态锂电池运行过程中，因锂枝晶生长引起的电池失效和安全隐患严重阻碍了其实际应用，亟需在充分掌握电池失效机制的基础上，开发提升电池性能的新技术。

疲劳是金属材料在受到循环载荷作用时普遍面临的问题，这种载荷会在远低于极限拉伸强度的应力水平下诱发微裂纹和断裂失效。研究团队发现，金属锂负极在受到可逆剥离/镀层引起的循环机械载荷作用时发生了由疲劳造成的失效，证明疲劳是锂金属的固有特性，其在固态锂电池中也遵循经典的疲劳定律。这一发现是对固态锂电池现有失效机制的新认知，加深了对固态锂电池失效过程的理解。

此研究成果不仅揭示了金属锂疲劳失效是固态锂电池循环过程中性能劣变的主要原因，也提出了通过增加疲劳强度来改善固态锂电池循环稳定性的新策略，对实现下一代长寿命固态锂电池具有指导意义。

同济大学为该论文第一完成单位，同济大学罗巍教授和华中科技大学黄云辉教授为论文的共同通讯作者，同济大学材料科学与工程学院2020级博士研究生、同济大学2023年“追求卓越学生奖”获得者王腾锐，陈波副教授和西南交通大学电气工程学院刘毅杰助理教授为该论文共同第一作者。

链接：https://www.peopleapp.com/column/30048825246-500006209334