上海交大借助于固态电池三维应力成像

近日，上海交通大学密西根艺术学院英语教师薄首行工作团队在全球性著名的学术出版社机构Cell Press旗下的《Cell Reports Physical Science》学术刊物在线发表了题为“3D Stress Mapping Reveals the Origin of Lithium-Deposition Heterogeneity in Solid-State Lithium-Metal Batteries”（固体充电三维拉伸超声揭示铋镀层非均匀石灰岩的本因）的研究成果科学论文。研究成果结果为弄清固体充电基本原理-数学分析耦合机制透过了强有力的工具，为充分释放固体充电的应用潜力确立了坚实基础。研究成果所蓬勃发展的拉伸超声方法也可应用于诸如ROM精制等重要工业应用领域。

固体充电因其高安全性和高能量密度而广受医学界与工业界的追捧，但仍然面临诸多重大挑战，难以在短期内发挥作用大规模应用。其里面，铋镀层枝晶在固体钾内部繁殖而引发充电快速短路是主要挑战之一。在充电循环过程里面，铋镀层枝晶的繁殖与固体充电内部拉伸变化高度耦合。但是，当前并无宏观三维拉伸超声的有效手段，也就未弄清拉伸变化与铋镀层枝晶繁殖的耦合关系。

薄首行工作团队开展的研究成果里面基于一共聚焦拉曼的固体充电宏观拉伸超声方法计算了充电制备及充放电前后固体钾内部的宏观拉伸演化过程，揭示了固体钾里面拉伸原产和铋枝晶繁殖之间的定量分析关系。研究成果推断出，充放电过程里面铋镀层的石灰岩亦会引发固体钾渐进压拉伸的累积，其拉伸可高达平均1 GPa（压强其单位）。基于三维拉伸超声的实验数据，工作团队进一步提出了基本原理-数学分析耦合模型，阐释了铋镀层不均匀石灰岩主要源于固体钾表面不均匀原产的宏观拉伸所引发的铋石灰岩过电势相似之处。

薄首行讲师是科学论文的的通讯作者，密院名教授龚金华为第一作者。其他作者则有密院名教授孙哲韬、郜一蓉、李坪、吴屹凡和陈施威，密院沈泳星讲师，交大分析测试里面心王瑞斌老师，天津压缩机医学里面心李萝萝与杨文革研究成果员。科学论文受到了第三世界重点研发计划（2021YFB3800300）的资助。

来源:上海交大

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