中國粉體網訊  儲能電池關鍵是要實現能源可再生技術和環(huán)境可持續(xù)性。然而，日益增加的充電率和能量密度造成的自發(fā)熱現象逐漸成為不可忽略的安全問題。實際情況下電池一般在非均勻的溫度下操作并且有時具有內部或外部熱源的局部溫度熱點，或者產生不均勻性和缺陷。局部高溫對電池的影響機理目前尚不清楚。相關團隊使用微拉曼光譜誘導和感知鋰電池內局部高溫。發(fā)現與周圍較低溫度區(qū)域相比，由于局部增強的表面交換電流密度，溫度熱點明顯可以誘導鋰金屬生長。更重要的是，局部高溫可能是導致電池內部短路的因素之一，這將進一步升高溫度并增加熱失控的風險。

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熱點引起的電池短路和局部溫度效應。在實驗中鋰電池內的溫度敏感現象揭示了鋰枝晶生長的正反饋性質；局部高溫可以加速鋰沉積，然后縮短電池壽命、提高局部溫度。鋰枝晶生長與局部溫度升高之間的雙向關系不僅可以作為理解電池內電化學動力學的基礎，還可以作為實際電池設計的指導原則和限制。還應注意，通常升高的電池溫度還可引發(fā)電解質與活性材料和固體電解質界面的放熱反應，進一步加劇溫度升高。

研究結果表明，未來高功率密度、快速充電電池的設計需要考慮熱管理以確保溫度均勻，通過提高電池組件的導熱性，改善標簽設計，減少焦耳熱點，最大限度地減少缺陷，并在集電器中有效利用熱擴散。此外，使用微拉曼光譜或微型RTD陣列的溫度繪圖技術可為能量存儲裝置的詳細熱特性打開新的大門。從這項研究中獲得的見解有助于理解電池故障機制，開發(fā)更安全的電池，熱管理方案和診斷工具。

參考文獻：

Fast lithium growth and short circuit induced by localized-temperature hotspots in lithium batteries.  Yangying Zhu, Jin Xie, Allen Pei, Bofei Liu, Yecun Wu, Dingchang Lin, Jun Li, Hansen Wang, Hao Chen, Jinwei Xu, Ankun Yang, Chun-Lan Wu, Hongxia Wang, Wei Chen & Yi Cui. Nature Communicationsvolume 10, Article number: 2067 (2019)

（中國粉體網編輯整理/江岸）

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