怎樣避免鋰枝晶的形成

根據(jù)枝晶鋰的形成及影響因素，可以從以下幾方面來避免枝晶鋰的形成：

1.控制正負(fù)極集流體涂布后的平整度。

因?yàn)橹耙呀?jīng)講述過，這里不再贅述了。

2.負(fù)極顆粒的尺寸要小于臨界熱力學(xué)半徑。

在鋰枝晶生長過程形成鋰核，存在一熱力學(xué)臨界半徑raq與一動力學(xué)臨界半徑rk：

談一談鋰枝晶的形成機(jī)理和預(yù)防談一談鋰枝晶的形成機(jī)理和預(yù)防

式中，為鋰-電解質(zhì)界面的表面能，Ω為鋰的摩爾體積，z為電荷數(shù)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，Gf為摩爾體積轉(zhuǎn)化自由能。鋰枝晶生長，首先必須克服熱力學(xué)臨界半徑，才有足夠的能量形核。其次，單個(gè)晶核只有大于動力學(xué)臨界半徑才能夠生長，否則該晶核就會逐步消亡。

3.添加穩(wěn)定負(fù)極-電解液界面的電解液添加劑

添加劑在鋰負(fù)極表面分解、聚合或者吸附，作為反應(yīng)物參與SEI膜的生成以改變SEI膜的組成與結(jié)構(gòu)，修飾SEI的物理化學(xué)性能，另外也可以做為表面活性劑改變鋰負(fù)極表面的反應(yīng)活性，調(diào)節(jié)鋰沉積過程中的電流分布，均勻鋰沉積。添加劑在電解液中甚至有ppm水平就可以起到改善鋰沉積形貌和循環(huán)效率的效果。因此，使用電解液添加劑對鋰負(fù)極改性，是最經(jīng)濟(jì)、最簡便的方法。

4.替換液體電解質(zhì)為高強(qiáng)度凝膠/固體電解質(zhì)

固態(tài)電解質(zhì)則具有較高的模量，可以阻止鋰枝晶的生長和蔓延，鋰枝晶很難穿刺電解質(zhì)導(dǎo)通正負(fù)極，安全性得以大大提高，因而被認(rèn)為是鋰金屬電池最優(yōu)的選擇。

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5.建立高強(qiáng)度鋰負(fù)極表面保護(hù)層

無機(jī)陶瓷固態(tài)電解質(zhì)的模量一般很高，可以阻止鋰枝晶的生長和蔓延，但是值得注意的是模量高的無機(jī)陶瓷，意味著其接觸性較差，會導(dǎo)致和電極接觸不良，界面電阻過大。因此在選擇無機(jī)陶瓷材料時(shí)，必須在高模量和表面接觸之間取得一個(gè)平衡。