（通讯员 裴非）北京时间2025年4月18日，我校材料科学与工程学院动力与储能电池实验室、材料成形与模具技术全国重点实验室黄云辉教授联合同济大学材料科学与工程学院车用新能源研究院罗巍教授等在国际顶刊《科学》（Science）上在线发表了题为“Fatigue of Li metal anode in solid-state batteries”的研究成果，首次发现了固态锂电池金属锂负极疲劳失效现象，揭示了疲劳失效新机制，提出了锂合金化抑制疲劳改善固态电池性能的新策略。美国国家加速器实验室杰出科学家、斯坦福电池中心执行主任Jagjit Nanda教授和美国橡树岭国家实验室高级研究员Sergiy Kalnaus博士在同期Science期刊上，对该工作进行了专题评述，认为“这一成果提供了固态电池电化学和机械疲劳之间的重要联系”。
近年来，新能源汽车蓬勃发展，人们对动力电池的能量密度和安全性提出了更高的要求，锂电池固态化是提升电池安全和能量密度的变革性解决方案，固态电池在全球范围内引起了学术界和产业界的广泛关注。金属锂是负极材料中的“圣杯”，金属锂电池被认为是高比能动力电池的“终极方案”，但面临的挑战极大。固态锂电池运行过程中锂枝晶生长引起的电池失效和安全隐患严重阻碍了其实际应用，亟需在充分理解电池失效机制的基础上，开发提升电池性能的新技术。
疲劳是金属材料在受到循环载荷作用时普遍面临的问题，这种载荷会在远低于极限拉伸强度的应力水平下诱发微裂纹和断裂失效。研究团队发现金属锂负极在受到可逆剥离/镀层引起的循环机械载荷作用时发生了由疲劳造成的失效现象，证明了疲劳是锂金属的固有特性，其在固态锂电池中也遵循经典的疲劳定律。这一发现是对固态锂电池现有失效机制的新认知，加深了对固态锂电池失效过程的理解。研究成果不仅揭示了金属锂疲劳失效是固态锂电池循环过程中性能劣变的主要原因，同时也提供了锂合金化提高疲劳强度改善固态锂电池循环稳定性的新策略，对实现下一代长寿命固态锂电池具有重要的指导意义。
(a) 固态锂电池中金属锂负极疲劳失效示意图；(b,c) 通过锂合金化增加疲劳强度改善固态锂电池循环稳定性
我校材料科学与工程学院黄云辉教授和同济大学罗巍教授为论文共同通讯作者，同济大学为第一完成单位，华中科技大学、西南交通大学、西安交通大学为合作单位。我校材料科学与工程学院动力与储能电池实验室由黄云辉教授2008年创立，罗巍教授为该实验室第一届博士毕业生。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq6807
编辑：王箫侣
审核、校对：孙伟
