锂电池的局部过热有何影响？

锂（Li）金属作为一种极具吸引力的负极，在近年来得到了广泛的研究。充分了解影响锂电池中锂金属生长的各种因素，对于提高锂金属电池以及现有锂离子电池的安全性起到至关重要的作用。

【成果简介】

近日，美国斯坦福大学崔屹教授研究了局部过热对电池中锂金属生长的影响，并据此提出了一种可能的温度诱导电池短路机制。利用激光在锂电池内部产生局域高温，并基于微拉曼光谱学平台进行测量。由于表面交换电流密度的增加，锂沉积速率在过热区域上加快了几个数量级。作者进一步基于这些表征证明局部高温可能是导致电池短路的重要原因之一。此外，温度测量平台为详细描述储能设备的热特性打开了新的大门。该文章发表在国际顶级期刊Naturecommunications上。YangyingZhu和JinXie为本文共同第一作者。

局部过热诱导的电池短路：

电池内部短路会导致局部过热和局部锂的快速生长。基于此，作者提出：内部局部过热可能会导致电池短路的发生。并且，作者在电池内部搭建了局部温度传感控制系统并进行局部过热试验证实了这个猜想。

【总结】

作者以微拉曼光谱为温度传感平台，研究了锂电池内部局部过热对电池性能的影响。由于表面交换电流密度的增加，锂的沉积速率在过热区域上加快了几个数量级。作者进一步基于电压电流测量，光学可视化和温度响应测试证明电池短路可以触发一个不均匀的局部高温点。本文重点研究了锂电池内部的温度敏感现象，揭示了锂枝晶生长的正反馈性质;较高的局部温度可以加快锂沉积速率，这可以进一步使电池短路，造成局部温度进一步提高的连锁反应。锂枝晶生长与局部温度升高之间的双向关系不仅为理解电池内部的电化学动力学奠定了基础，也为电池的设计提供指导。一般情况下，电池温度升高还会引发电解质与活性物质和固态电解质间相的放热反应（SEI），进一步加剧温度的升高。