在動力電池領域，固態電池被譽為最具顛覆性的“明日之星”，承載著業界的無限期待。近日，中國科學院金屬研究所傳來振奮人心的消息：借助尖端的原位透射電鏡技術，來自該所及其他機構的科研人員成功捕捉到了固態電池內部短路現象的微妙演變，首次在納米尺度下揭示了固態電池短路的根本原因，并深入剖析了鋰金屬析出機制的奧秘。這一突破性成果已在《美國化學會會刊》上發表。

現如今，無論是智能手機還是電動汽車，都離不開鋰電池的驅動。然而，傳統液態鋰電池的安全隱患始終如影隨形。為了突破這一瓶頸，科研人員正全力研發一種更加安全可靠的全固態電池。該電池采用固態電解質取代液態電解液，并搭配能量密度更高的鋰金屬負極，以期實現更高的儲能能力。然而，固態電解質偶爾發生的短路問題，一直是制約其商業化進程的關鍵因素。 

此次研究中，科研人員借助原位電鏡技術，發現固態電池短路的罪魁禍首在于其內部結構缺陷，如晶界和微小孔洞。短路過程可大致分為兩個階段：首先是軟短路階段，鋰金屬如同蔓延的藤蔓，沿著缺陷處不斷生長，形成臨時的導電通道。這些通道反復出現，使得短路電流逐漸加劇，固態電解質逐漸“適應”并形成固定的導電路徑。隨著情況不斷惡化，固態電解質最終完全喪失絕緣性能，導致無法挽回的硬短路發生。 

“鋰金屬在微小裂縫中的滲透，猶如水銀侵蝕金屬般，不斷‘侵蝕’材料結構，導致脆裂蔓延。最終，電池從偶爾漏電的軟短路狀態，徹底陷入無法逆轉的硬短路絕境。”論文通訊作者、中國科學院金屬所研究員王春陽形象地解釋道，“我們的研究表明，這種失效機制在多種無機固態電解質中普遍存在，不容忽視。” 

基于上述發現，科研人員巧妙地利用具有彈性和絕緣性能的聚合物網絡，創新性地開發了一種新型無機/有機復合固態電解質。這種電解質有效抑制了鋰金屬的析出和互連，從而顯著降低了電池短路的風險，大幅提升了電池的穩定性和安全性。這一創新成果，無疑為固態電池的商業化進程注入了強勁的動力。（陸成寬）