添加薄层锡可防止锂离子电池短路

锂离子电池具有诸多优点，充电速度快、能量密度高、可反复充放电。然而，它们确实有一个显著的缺点：它们容易短路。当电池内部的两个电极之间形成连接时，就会发生短路。短路会导致电压突然下降或大电流快速放电，这两者都会导致电池故障。在极端情况下，短路会导致电池过热、起火甚至爆炸。

造成短路的主要原因是粗糙的树状晶体结构，称为树突，这种结构可能形成于其中一个电极的表面。当树突在整个电池中生长并与另一个电极接触时，就会发生短路。

阿尔伯塔大学(UAlberta)的研究人员利用萨斯喀彻温大学(USask)的加拿大光源(CLS)，提出了一种有前途的方法来防止固态锂离子电池中形成枝晶。他们发现，在电极和电解质之间添加一层富含锡的层有助于锂在电池上沉积时扩散，从而形成一个光滑的表面，抑制枝晶的形成。

研究结果发表在《ACS应用材料与界面》杂志上。研究团队还发现，经过富锡结构改造的电池可以在比普通电池更高的电流下运行，并能承受更多的充电放电循环。

研究员LingziSang，阿尔伯塔大学理学院(化学)助理教授，表示CLS在该研究中发挥了关键作用。

“HXMA光束线让我们能够从材料结构层面看到电池运行过程中锂表面发生的情况，”Sang说道。“作为一名化学家，我觉得最有趣的是，我们能够获得引入界面的精确锡结构，从而抑制枝晶并解决短路问题。”

在该团队今年早些时候发表的一篇相关论文中，他们表明，添加一层锡保护层也能抑制液体电解质基锂离子电池中枝晶的形成。

Sand表示，这种新方法具有巨大的工业应用潜力。“我们的下一步是尝试找到一种可持续、经济有效的方法，将保护层应用于电池生产，”Sang补充道。