据 go.theregister.com 报道，德国杜塞尔多夫马克斯·普朗克可持续材料研究所的研究人员已查明导致陶瓷固态电解质开裂的机械机制。
这项发表在 2026 年 4 月 23 日（星期三）《自然》（Nature）杂志上的研究成果，揭示了固态电池在商业化应用前频繁失效的原因。相比传统的锂离子电池，固态电池有望实现更高的能量密度和更快的充电速度。
固态电池通过使用固体材料（通常为陶瓷）取代了现代电子设备中使用的液体电解质。虽然这种设计更安全且不易燃，但陶瓷组件极易产生微观裂纹。
随着锂从金属负极生长出来，会形成穿透电解质的枝晶丝。报告指出，这些丝状物会扩大现有裂纹，并最终导致短路。
机械应力驱动电解质断裂
在此项研究之前，科学界一直在争论枝晶引发的失效究竟是源于锂内部的应力，还是晶界处的电子泄漏。马克斯·普朗克研究所的研究团队在真空及极低温条件下对样本进行了测试，以排除外部变量的影响。
研究结果表明，枝晶引发的开裂是由机械应力而非电子泄漏驱动的。研究人员并未观察到枝晶尖端前方的锂富集现象，从而有效地排除了电子泄漏理论。
论文第一作者张宇威（Yuwei Zhang）将这一过程描述为对材料的物理穿透。马克斯·普朗克研究所的一份新闻稿中，张宇威表示：“柔软的金属锂能够穿透坚硬的陶瓷电解质，就像一股持续喷射的水刀穿透岩石一样。”
张宇威的团队经计算发现，枝晶内部的静水应力最终会导致固态电解质发生脆性断裂。目前，该研究小组已开始探索在未来的电池结构中减轻此类断裂的潜在方法。
