Như mì Ý khô: Các gai lithium giòn được phát hiện trong pin

Các nhà khoa học đã quan sát trực tiếp sự phát triển và hành vi cơ học của các cấu trúc kim loại lithium dạng kim nhỏ—những cấu trúc kim loại nhỏ như kim nhọn hình thành trên cực âm bên trong pin lithium-ion. Những cấu trúc này có thể xuyên thủng lớp ngăn cách bên trong pin, gây ra các mạch ngắn nguy hiểm và làm hỏng pin. Sử dụng các nền tảng thí nghiệm chuyên biệt và kính hiển vi điện tử độ phân giải cao, các nhà nghiên cứu từ Mỹ và Singapore đã ghi lại quá trình các cấu trúc này kết tinh và biến dạng dưới áp lực trong môi trường pin kín. Trái với giả định trước đây rằng các cấu trúc lithium mềm và linh hoạt, nghiên cứu cho thấy chúng thực sự giòn và cứng, dễ gãy như mì spaghetti khô do có một lớp phủ cứng gọi là lớp điện phân rắn (SEI). Tính giòn này cho phép các cấu trúc xuyên thủng các thành phần của pin, làm tăng nguy cơ chập mạch bên trong, trong khi các mảnh vỡ tích tụ thành “lithium chết,” làm giảm dung lượng pin theo thời gian. Những phát hiện này nhấn mạnh các cấu trúc này là một trở ngại lớn đối với việc thương mại hóa pin lithium kim loại, vốn cung cấp mật độ năng lượng cao hơn so với các cell lithium-ion hiện tại nhưng bị giới hạn bởi sự hình thành các cấu trúc này. Việc hiểu rõ cơ học của các cấu trúc này có thể giúp định hướng...