中国粉体网讯 储能电池关键是要实现能源可再生技术和环境可持续性。然而，日益增加的充电率和能量密度造成的自发热现象逐渐成为不可忽略的安全问题。实际情况下电池一般在非均匀的温度下操作并且有时具有内部或外部热源的局部温度热点，或者产生不均匀性和缺陷。局部高温对电池的影响机理目前尚不清楚。相关团队使用微拉曼光谱诱导和感知锂电池内局部高温。发现与周围较低温度区域相比，由于局部增强的表面交换电流密度，温度热点明显可以诱导锂金属生长。更重要的是，局部高温可能是导致电池内部短路的因素之一，这将进一步升高温度并增加热失控的风险。
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热点引起的电池短路和局部温度效应。在实验中锂电池内的温度敏感现象揭示了锂枝晶生长的正反馈性质；局部高温可以加速锂沉积，然后缩短电池寿命、提高局部温度。锂枝晶生长与局部温度升高之间的双向关系不仅可以作为理解电池内电化学动力学的基础，还可以作为实际电池设计的指导原则和限制。还应注意，通常升高的电池温度还可引发电解质与活性材料和固体电解质界面的放热反应，进一步加剧温度升高。
研究结果表明，未来高功率密度、快速充电电池的设计需要考虑热管理以确保温度均匀，通过提高电池组件的导热性，改善标签设计，减少焦耳热点，最大限度地减少缺陷，并在集电器中有效利用热扩散。此外，使用微拉曼光谱或微型RTD阵列的温度绘图技术可为能量存储装置的详细热特性打开新的大门。从这项研究中获得的见解有助于理解电池故障机制，开发更安全的电池，热管理方案和诊断工具。
参考文献：
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)
（中国粉体网编辑整理/江岸）
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