通过显微镜测量,了解树分支在Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂固态电解质中的起源

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 固态物理 固态物理

背景情况:

• 树状石的形成是所有固态电池商业化的一个关键挑战.
• 树引发的固态电解质断裂会损害电池的安全性和性能.
• 在树生长过程中固态电解质断裂的微观机制尚不清楚.

研究的目的:

• 为了研究在树生长过程中固态电解质断裂的微观机制.
• 为了了解树扩散和固态电解质中的机械应力之间的关系.
• 阐明树突在断裂和生长中脱位的作用.

主要方法:

• 操作光学显微镜.
• 现场暗场X射线显微镜.
• 分析LiSn单晶Li$_{6.5}$La$_{3}$Zr$_{1.5}$Ta$_{0.5}$O$_{12}$LiSn对称细胞的分析.

主要成果:

• 在树生长过程中观察到固态电解质的应变模式和晶格方向变化.
• 在树尖附近检测到了位移.
• 在单晶陶中记录了一种直接在树岩尖端的脱位.

结论:

• 树的膨胀会诱导机械应力,可能引发发位的产生.
• 失位似乎在固态电解质断裂过程中发挥作用.
• 观察到的脱位可能会影响树突的方向生长和分支,影响电池故障机制.