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由于鋰枝晶穿透電解質導致短路，具有鋰金屬陽極和陶瓷電解質的固態電池充電電流密度受到嚴重限制。近日，牛津大學Peter G. Bruce、T. James Marrow發現，當采用多層固體電解質（如Li₆PS₅Cl/Li₃ScCl₆/Li₆PS₅Cl和Li₆PS₅Sl/Li₁₀GeP₂S₁₂/Li₆PS₅Cl）時，不同的裂紋偏轉機制可以抑制枝晶生長，但當內層為Li₃PS₄時則不能。

本文要點：

1) X射線斷層成像顯示，由于彈性模量的局部失配，裂紋沿著固體電解質之間的機械弱界面偏轉。裂紋也在含有優先取向顆粒的Li₃ScCl₆內橫向偏轉，并且在沒有鋰存在的情況下發生偏轉。在內層與鋰反應的情況下，產生的分解產物可以填充并阻止裂紋擴展。

2)在2.5 MPa的工作壓力下，多層固體電解質Li₆PS₅Cl/Li₃ScCl₆/Li₆PS₅Cl和Li₆PS₅Sl/Li₁₀GeP₂S₁₂/Li₆PS₅Cl可以在超過15 mA cm^?2的電流密度下實現鋰鍍層。

參考文獻：

Bingkun Hu et.al Deflecting lithium dendritic cracks in multi-layered solid electrolytes Joule 2024

DOI: 10.1016/j.joule.2024.06.024

https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.06.024