布朗大学工程研究人员近期的一项研究提出了一种简单策略，有望克服下一代固态电池开发中的一个主要障碍——锂枝晶生长问题。该发现为提升固态锂电池的充电性能和安全性提供了新思路。

固态电池因其更高的能量密度和安全性被视作储能领域的重要发展方向，但枝晶(充电过程中生长的锂金属细丝)会刺穿电解质导致电池短路，限制了其商业化。研究人员在实验中采用锂金属电极和固态电解质LLZTO材料，通过一个简单的温差设置：用陶瓷加热环加热电解质一侧，并用铜散热片冷却另一侧，从而在材料内部产生机械应力。

论文第一作者、布朗大学工程学院研究生于子康表示：“枝晶是困扰下一代固态电池的最大挑战之一，但我们证明，温度引起的机械应力可以有效抑制枝晶的生长。仅需20摄氏度的温度梯度，就能使电池的充电性能提高三倍。” 实验数据显示，这种热压缩使电解质的临界电流密度(电池无故障承受的最大充电电流)提升了三倍。

通讯作者、工程学教授布莱恩·谢尔顿解释其原理：“如果你加热物体的一侧比另一侧更热，膨胀就会受到较冷一侧的限制，从而被迫压缩。这就是其中的关键所在。” 研究团队认为，该策略有望与电池现有的热管理系统相结合，通过调整热架构来自然产生抑制枝晶所需的温差。

更多信息：作者：Zikang Yu 等人，标题：《通过热致压缩应力抑制石榴石电解质中的枝晶》，发表于：Joule(2025)。期刊信息： 焦耳