性能衰退甚至短路的重要原因。美国莱斯大学财经热点、新加坡南洋理工大学等机构的国际科研团队首次在工作枝晶的生长与断裂过程，揭示了其此前未知的力学特性，为提升电池安全性提供了新思路。相关成果发表在最新一期《科学》杂志上。

　　锂枝晶直径仅为发丝的百分之一，可能刺穿电池内部结构，引发短路。此外，部分锂枝晶还会在电池充放电过程中不断形成和断裂，形成所谓的“死锂”，导致电池容量逐渐下降，并缩短使用寿命。更棘手的是，一旦枝晶形成，目前尚无有效方法能在不拆解电池的情况下将其清除。

　　为了看清这些纳米级“尖刺”的真实特性，研究团队开发了专门的样品制备和测试平台，从正在运行的电池中提取锂枝晶，并对其机械性能进行定量分析。由于金属锂极易与空气发生化学反应，团队构建了密闭的无氧实验环境，并借助高分辨率电子显微镜，首次观察到单根枝晶在受力条件下的形变过程。

　　出乎意料的是，锂枝晶并不像块体锂那样柔软，而是表现出较强的刚性和明显的脆性。在电池运行过程中，团队实时观察到枝晶发生断裂的现象。枝晶更像“干燥的意大利面条”，更坚硬且更脆，在受力时更容易发生脆断。

　　进一步的模拟研究发现，在电池内部形成过程中，枝晶表面会被一层固态电解质界面膜（SEI）包覆。这层SEI使枝晶变得更加坚硬、呈针状结构，使其能刺穿电池隔膜和电解质，同时也更容易在应力作用下断裂。这些断裂后的碎片会以“死锂”形式在电池内部不断累积，进一步加剧电池性能衰退。

　　团队表示，这一发现为调控枝晶生长提供了新的物理依据。例如，采用锂合金负极等设计，有望降低枝晶发生脆断的风险，从而提高锂金属电池的安全性和稳定性。工作电池中首次直接观察到锂枝晶生长与断裂全过程