打破可充电锂电池的枝晶问题，为设计新型固态电池打开大门
麻省理工学院的研究人员解释了可充电锂电池中枝晶的形成以及如何防止它们通过电解液。这一发现可能最终会打开设计新型可充电锂电池的大门，这种电池比目前的版本更轻、更紧凑、更安全。
迄今为止，可充电锂金属电池的商业用途有限，其中之一就是枝晶。枝晶会堆积在锂表面，渗透到固体电解质中，最后从一个电极穿越到另一个电极，使电池短路。
麻省理工学院早期研究发现，锂离子固体电解质材料在电池充放电过程中来回穿梭，会导致电极体积发生变化。这将不可避免地在固体电解质中产生应力，固体电解质必须与夹在中间的两个电极保持充分接触。"为了沉积这种金属，必须扩大体积，因为新的质量在增加。因此，锂电池侧的体积有所增加。即使是很小的缺陷，它们也会对这些缺陷产生压力，导致开裂。"
研究小组现在发现，这些压力会导致裂缝，从而形成枝晶。事实证明，解决问题的办法是向正确的方向施加压力，用适当的力度。
此前，一些研究人员认为枝晶是由纯电化学过程而非机械过程形成的，但该团队的实验表明，问题是由机械应力引起的。
细胞树突的形成过程通常发生在不透明材料的深处，无法直接观察到。因此，研究人员开发了一种使用透明电解质制作薄电池的方法，可以直接看到并记录整个过程。
该团队证明，他们可以通过施加和释放压力来直接控制枝晶的生长，使枝晶的方向与力完全一致。固体电解质上的机械应力不能消除枝晶的形成，但可以控制其生长方向。这意味着它们可以被平行于两个电极引导并防止穿过另一侧，从而变得无害。
另一种方法是"涂料"并将原子嵌入材料中，使其变形并处于永久应力状态。实验表明，150～200 MPa的压力足以阻止枝晶穿过电解液。
以前，人们认为夹层状多层结构可以防止树枝状结构的形成。然而，新的实验证明，垂直于电池极板方向的材料挤压实际上会加剧树枝状结构的形成。相反，平面上应该有压力，就好像它是从三明治的侧面挤压一样。
