北京
“电-化学-电信号”，这套传导机制原本属于生物神经元。中国科学院化学研究所的研究团队把它借了过来，用在了一块固态电解质上。
10月16日，化学研究所公布最新研究进展。郭玉国团队提出一种具有枝晶传感功能的复合固态电解质，应用于智能锂电池。相关研究由中国科学院、国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委等支持。
要理解这项研究，先看锂枝晶这个老问题。锂二次电池已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、规模储能等领域，但充放电过程中锂枝晶的生长与穿透，可能引发电池内部短路，甚至进一步导致热失控。
现有的安全监测手段，主要依赖温度、压力等外部传感器。问题在于，这些传感器难以直接感知电池内部的早期局部失效。等到外部参数出现异常，往往已经不是最早的那个时间点。
研究团队的思路是让电解质本身具备感知能力。具体做法上，无机固态电解质纳米颗粒充当感知单元，聚合物电解质作为保护层。这一结构在保证锂离子传输的同时，避免正常循环过程中无机组分与锂金属直接接触。
触发条件很明确：当锂枝晶穿透聚合物层并接触无机组分后，会触发界面化学反应，把微观的枝晶穿透转化为宏观的电压信号。
研究表明，该复合固态电解质能够在电池内部严重短路前产生明显的外部电压响应，实现了锂枝晶的识别和预警。
这项研究的关键转向在于，传统上被视为电池失效因素的界面反应，被转化成了主动的安全感知手段。固态电解质的功能边界，也从“被动抑制枝晶”拓展到“主动感知枝晶”。
对于智能锂电池的设计而言，这提供了一种新的范式：安全能力不必全部外挂在传感器上，电解质材料本身就可以成为信号源。
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