过热和可能着火的树枝状问题起源于锂电极表面以下

美国能源部(DOE)劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究人员发现，在开发的早期阶段，大部分枝晶材料位于锂电极表面下方，电极/电解质界面下方。在伯克利实验室的高级光源(ALS)上使用X射线显微断层图，由伯克利实验室材料科学部门的教师科学家NitashBalsara领导的团队观察到在锂阳极中形成的枝晶的种子，并在循环过程中长成聚合物电解质。直到发展的高级阶段，大部分树枝状材料才在电解质中。Balsara和他的同事怀疑锂阳极中的非导电污染物会引发枝晶成核。

“与传统观点相反，似乎防止聚合物电解质中枝晶的形成取决于抑制锂电极中亚表面树枝状结构的形成，”Balsara说。“在证明树枝状结构不是从锂电极表面发出的简单突起以及地下非导电污染物可能是树枝状结构的来源时，我们的研究结果为推动锂阳极的广泛使用提供了明确的处方。”

Balsara是加州大学伯克利分校的化学工程教授，他是一篇论文的通篇作者，该论文描述了自然材料中的这项研究，题为“检测在循环锂金属电极上形成的枝晶下的地下结构”。共同作者是KatherineHarry，DanielHallinan，DilworthParkinson和AlastairMacDowell。

锂电池的巨大容量和金属在电极循环通过充电/放电时将锂离子和电极移入和移出电极的卓越能力使其成为理想的阳极材料。到目前为止，研究人员已经使用各种形式的电子显微镜研究了树突问题。这是第一项使用单色光束的高能量或“硬”X射线的研究，范围从22到25keV，在ALS光束线8.3.2。该技术允许以约1微米的分辨率对固体物体进行非破坏性三维成像。

“我们观察到锂阳极中的晶体污染物出现在每个枝晶的底部，作为一个明亮的斑点，”Balsara的研究小组成员，自然材料论文的第一作者凯瑟琳哈利说。“我们在本研究中使用的锂箔含有除锂以外的许多元素，其中氮含量最高。我们不能肯定地说这些污染物是枝晶成核的原因，但我们计划通过原位X来解决这个问题。-raymicrotomography。“

Balsara和他的团队还计划进一步研究电解质在枝晶生长中所起的作用，他们已经开始研究消除锂阳极中非导电杂质的方法。

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