锂电池是现代能源存储的核心部件，广泛用于消费电子、新能源汽车和储能系统，但安全问题仍是行业发展的主要掣肘。其中，锂枝晶生长被认为是引发电池短路、热失控乃至爆炸的重要原因。过去——对应的研究多停留静态分析——难以在真实工作条件下捕捉枝晶的动态变化，使其致险机制长期存在认知缺口。近日，由美国莱斯大学、新加坡南洋理工大学等机构组成的国际团队取得进展。研究人员在密闭无氧环境中，结合高分辨率电子显微镜，首次实现对电池运行过程中锂枝晶生长与断裂的实时观测。结果显示，锂枝晶并不像传统观点认为的那样“柔软易弯”，而是呈现明显的刚性和脆性，其断裂所需应力甚至高于块状锂金属。这意味着枝晶在受力时更容易发生脆断，进而形成“死锂”堆积，加速电池容量衰减和性能退化。深入分析发现，枝晶表面覆盖的固态电解质界面膜（SEI）是其力学表现异常的关键因素。SEI膜增强了枝晶的刚性，使其更可能刺穿隔膜；同时，脆性断裂又会加剧电池内部结构损伤。这个发现也解释了为何仅靠抑制枝晶生长的传统策略效果有限，并为锂电池安全设计提供了新的切入点。此次成果的意义主要体现在三上：技术上，建立了可复现的动态观测方法，为后续研究提供了新的实验路径；应用上，明确了枝晶致险的力学机制，提示可通过优化负极材料结构、调控SEI膜性质等手段，从源头降低风险；产业上，这一认识有助于突破高能量密度锂金属电池商业化中的关键安全瓶颈，推动相关技术从“提升”走向“跃升”。专家表示，随着全球能源转型提速，锂电技术升级更显迫切。该研究不仅为提升现有锂电池安全性提供了明确方向，也为下一代电池研发奠定了基础。预计未来3—5年，相关思路有望逐步应用于动力电池与储能系统，进一步扩大新能源的应用范围。
这项国际合作表明，基础研究对产业进步具有直接的推动作用。对锂枝晶从“难以捕捉”到“实时看见”的变化，带来了对风险来源的重新理解，也提升了改进路径的针对性。锂枝晶动态特性的揭示，不仅回应了行业长期关注的关键问题，也为锂电池的安全升级与性能突破提供了方向。随着成果更转化落地，锂电池有望在更高安全性与更高能量密度之间取得更好平衡，为新能源汽车普及、储能产业发展和全球能源转型提供更坚实的支撑。