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使用石榴石固體電解質如LLZTO（Li_6.4La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂）的固態鋰金屬電池可以顯著提高能量密度和安全性。然而，鋰枝晶在高電流密度下的滲透阻礙了實際應用。內部電化學誘導的機械應力足夠大，可以傳播鋰枝晶，隨后使固體電解質斷裂。近日，布朗大學Brian W. Sheldon、Shi Changmin基于這一理解，證明應力驅動的枝晶傳播可以通過減弱結合內部界面的偏轉來控制。

本文要點：

1) 該方法基于多層復合材料的斷裂力學分析，對嵌入LLZTO的各種夾層材料進行了研究。枝晶偏轉的可行性和有效性在石墨烯氧化物減少的情況下最為明顯，臨界電流密度從0.6 mA cm^-2增加到3.8 mA cm^-2。

2) 在這種材料中，LLZTO的弱界面和夾層的混合離子-電子導電性質都有助于提高性能。此外，通過有限元模擬，作者還獲得了對多層電解質力學的重要見解。

參考文獻：

Zikang Yu et.al Lithium Dendrite Deflection at Mixed Ionic–Electronic Conducting Interlayers in Solid Electrolytes Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202403179

https://doi.org/10.1002/aenm.202403179