固態鋰電池衰退關鍵原因：陽極金屬疲勞導致枝晶生長

中國多所頂尖學府的材料科學與工程團隊最新研究發現，固態鋰電池隨使用時間增加而失效的主因，竟是陽極材料的金屬疲勞現象。這項刊登於《Science》期刊的突破性研究，透過掃描電子顯微鏡技術，首度完整揭露了枝晶生長與電池界面劣化的關聯機制。

固態鋰電池被視為下一代儲能技術的聖杯，其安全性與能量密度都遠勝現行鋰離子電池。然而致命的枝晶問題——那些在鋰金屬內部形成的針狀結構，往往導致電池短路與提前報廢，成為產業界亟需克服的技術瓶頸。

研究團隊創新運用相場模擬與高解析度電子顯微鏡，全程追蹤電池組件在不同使用階段的變化。驚人發現顯示：充放電過程中鋰金屬的持續膨脹收縮，會在陽極引發類似建築鋼材長期受力後的金屬疲勞效應。

更精確地說，這種週期性應變會在陽極-固態電解質界面產生微孔洞與裂紋，即便在低電流密度下，仍會誘發枝晶生長與材料劣化的連鎖反應。值得注意的是，研究團隊驗證此疲勞行為完全符合描述低週期疲勞的Coffin-Manson定律，證明這是電池本質特性而非偶然現象。

這項發現為產業界指明突破方向——若能有效抑制陽極金屬疲勞，就有機會從根本上解決枝晶難題。研究團隊樂觀預期，這將加速固態電池商業化進程，為電動車與儲能系統帶來革命性突破。

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