厦门大学杨勇教授EnSM：全固态电池中电极间应力串扰引起的微短路行为的见解

近日，厦门大学杨勇教授团队研究了三种具有不同体积变化的阴极材料（硫、NCM811和LiCoO₂），并比较了在相同条件下与LMA配对时的微短路行为。原位压力测试结果和基于内聚力单元模型的有限元分析表明，在循环过程中，硫和NCM811材料的体积变化方向与锂金属阳极相反。在这种情况下，电极间应力串扰产生的作用力将导致SSE晶界受到更严重的破坏。相比之下，LiCoO₂在循环过程中与锂金属阳极的体积变化方向一致，因此对SSE的机械损伤相对较弱。这种源于正负极材料在电化学过程中不同的收缩-膨胀行为导致的电极应力耦合，从而在SSE内部造成局部应力集中/累积和裂纹演变的电化学-机械现象，被定义为电极间应力串扰。最后，研究人员提出了一种主动压力控制系统，它有助于减轻应力串扰并提高循环寿命。这项研究为了解全电池中电极之间的应力串扰提供了新的视角，这对于开发高性能 ASSLMB 至关重要。该成果以“The insight of micro-short circuits caused by electrochemo-mechanical stress crosstalk in all-solid-state Li metal batteries”为题发表在Energy Storage Materials期刊上，第一作者是顾家宝，陈晓轩。