中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 任朝霞）近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）在線發(fā)表了同濟大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院車用新能源研究院羅巍教授與合作者的研究成果，他們在世界上首次發(fā)現(xiàn)了固態(tài)鋰電池金屬鋰負極疲勞失效現(xiàn)象，揭示了疲勞失效新機制，并提出了抑制疲勞失效改善固態(tài)電池性能的新策略。

近年來，隨著新能源汽車蓬勃發(fā)展，人們對動力電池的能量密度和安全性提出了更高要求，鋰電池固態(tài)化被認為是提升電池安全和能量密度的革命性解決方案，由此固態(tài)鋰電池在全球范圍內(nèi)引起學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，在固態(tài)鋰電池運行過程中，因鋰枝晶生長引起的電池失效和安全隱患嚴重阻礙了其實際應(yīng)用，亟須在充分掌握電池失效機制的基礎(chǔ)上，開發(fā)提升電池性能的新技術(shù)。

疲勞是金屬材料在受到循環(huán)載荷作用時普遍面臨的問題，這種載荷會在遠低于極限拉伸強度的應(yīng)力水平下誘發(fā)微裂紋和斷裂失效。研究團隊發(fā)現(xiàn)，金屬鋰負極在受到可逆剝離/鍍層引起的循環(huán)機械載荷作用時發(fā)生了由疲勞造成的失效，證明了疲勞是鋰金屬的固有特性，其在固態(tài)鋰電池中也遵循經(jīng)典的疲勞定律。這一發(fā)現(xiàn)是對固態(tài)鋰電池現(xiàn)有失效機制的新認知，加深了對固態(tài)鋰電池失效過程的理解。

此研究成果不僅揭示了金屬鋰疲勞失效是固態(tài)鋰電池循環(huán)過程中性能劣變的主要原因，同時也提出了通過增加疲勞強度來改善固態(tài)鋰電池循環(huán)穩(wěn)定性的新策略，對實現(xiàn)下一代長壽命固態(tài)鋰電池具有重要的指導(dǎo)意義。

同濟大學(xué)為論文第一完成單位，同濟大學(xué)羅巍教授和華中科技大學(xué)黃云輝教授為論文的共同通訊作者，同濟大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2020級博士研究生、同濟大學(xué)2023年“追求卓越學(xué)生獎”獲得者王騰銳，陳波副教授和西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院劉毅杰助理教授為該論文共同第一作者。