这次我们来聊一聊锂电池支晶充电问题，根据最新一期《焦耳》杂志，麻省理工学院的研究人员解释了可充电锂电池分支晶体的形成以及如何防止其通过电解质。这一发现最终可能打开一个新的可充电锂电池设计之门，比当前版本更轻、更紧凑、更安全。
到目前为止，可充电锂金属电池的商业用途仍然非常有限，其中一个原因是枝晶。枝晶可以在锂表面积累，渗透到固体电解质中，最终从一个电极交叉到另一个电极，使电池短路。
麻省理工学院的早期研究发现，锂离子固体电解质材料在电池充放电过程中来回穿梭，会导致电极体积的变化。固体电解液中不可避免地会产生应力，它必须与夹在中间的两个电极完全接触。由于新的质量在增加，因此必须扩大体积才能沉积这种金属。因此，锂电池一侧的体积增加了。即使存在小缺陷，也会对这些缺陷产生压力，导致开裂。”
研究团队现在发现，这些压力会导致裂缝，从而形成枝形晶体。事实证明，解决问题的办法是向正确的方向和适当的力量施加压力。
此前，一些研究人员认为枝晶是由纯电化学过程而不是机械过程形成的，但该团队的实验表明，机械应力是导致问题的。
电池枝晶的形成过程通常发生在不透明材料的深处，无法直接观察到。因此，研究人员开发了一种使用透明电解质制造薄电池的方法，可以直接看到和记录整个过程。
该团队证明，它们可以直接控制分支晶体的生长，只需施加和释放压力，使分支晶体与力的方向完全一致。固体电解质的机械应力不能消除分支晶体的形成，但它确实可以控制它们的生长方向。这意味着它们可以引导它们平行于两个电极，并防止它们穿过另一边，从而变得无害。
另一种方法是将原子混合到材料中，使其变形并处于永久应力状态。实验表明，150至200兆帕斯卡的压力足以防止枝晶穿过电解质。
此前，人们认为类似三明治的多层结构可以防止枝晶结构的形成。然而，新的实验证明，在垂直于电池板的方向上挤压材料实际上会加剧枝晶结构的形成。相反，沿平面的压力应该像从三明治侧面挤压一样。锂电池支晶问题的破解，无疑为锂电池未来行业生产打开了新的大门
