フロリダ州立大学の国立高磁場研究所での画期的な発見により、短絡や故障の主な原因である固体電池におけるデンドライト形成のメカニズムが明らかになりました。教授Yan-Yan Huが率いるこの研究は、*Nature Materials*に掲載され、この現象に関する前例のない洞察を提供しています。
カスタムメイドのプローブとMagLabの磁気共鳴イメージング（MRI）システムを使用して、研究者らはバッテリーの充放電サイクル中のデンドライトの成長を可視化しました。液体ではなく固体電解質を使用する固体電池は、従来のLiイオン電池と比較して、より高いエネルギー密度と改善された安全性を約束します。しかし、金属リチウムの針が成長してバッテリーを短絡させるデンドライト形成が、その開発を妨げてきました。
チームは、デンドライトが電極-電解質界面と固体電解質自体の両方で発生することを発見しました。これらの針はその後、分岐して接続し、バッテリーの故障につながります。「これらのデンドライトがどのように形成、成長、進化するかについて、包括的な理解が得られました」と、筆頭著者の1人である大学院生のYudan Chenは述べています。
MagLabのMRIプログラムのディレクターであるSam Grant教授は、リチウムの分析における高磁場磁石の役割を強調し、より低い磁場ではアクセスできないイメージングを可能にしました。この発見は、電気自動車、医療機器、再生可能エネルギーシステム向けの、より信頼性の高い固体電池の設計への道を提供します。今後の研究では、材料の変更とインターフェースの再設計を通じてデンドライトの蓄積を防ぐことに焦点を当て、磁気共鳴技術が評価ツールキットとして機能します。