佛羅里達州立大學國家高磁場實驗室的一項突破性研究揭示了固態電池中樹枝狀晶體形成的機制，這是導致短路和故障的主要原因。這項發表在《自然材料》上的研究由胡艷艷教授領導，為這一現象提供了前所未有的見解。
研究人員使用客製探針和MagLab的核磁共振成像（MRI）系統，可視化了電池充放電循環期間樹枝狀晶體的生長。固態電池使用固體電解質代替液體電解質，與傳統的鋰離子電池相比，具有更高的能量密度和更高的安全性。然而，樹枝狀晶體的形成（即金屬鋰針的生長並導致電池短路）阻礙了它們的發展。
該團隊發現，樹枝狀晶體起源於電極-電解質界面和固體電解質內部。這些針狀物隨後分支並連接，導致電池故障。主要作者之一的研究生陳宇丹表示：「我們現在對這些樹枝狀晶體如何形成、生長和演變有了全面的了解。」
MagLab的MRI項目主任薩姆·格蘭特教授強調了高場磁體在分析鋰中的作用，使得在較低磁場下無法進行的成像成為可能。這些發現為設計更可靠的固態電池提供了途徑，適用於電動汽車、醫療設備和可再生能源系統。未來的研究將側重於通過材料改性和界面重新設計來防止樹枝狀晶體積累，並將磁共振技術作為評估工具。