豐橋工業(yè)大學(xué)電氣與電子信息工程系和卡爾加里大學(xué)化學(xué)系的研究團(tuán)隊(duì)研究了后退火對(duì)修復(fù)因鋰枝晶生長(zhǎng)而降解的石榴石固體電解質(zhì)的影響。退火后的固體電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率略低于退火前的電解質(zhì)，但在室溫下保持在10-4Scm-1以上。所獲得的電化學(xué)結(jié)果表明，在另一種全固態(tài)Li電池中，可能會(huì)重復(fù)使用因Li樹(shù)枝狀晶體的生長(zhǎng)而降解的固體電解質(zhì)。

豐橋工業(yè)大學(xué)電氣與電子信息工程系和卡爾加里大學(xué)化學(xué)系的研究團(tuán)隊(duì)研究了后退火對(duì)修復(fù)因鋰枝晶生長(zhǎng)而降解的石榴石固體電解質(zhì)的影響。退火后的固體電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率略低于退火前的電解質(zhì)，但在室溫下保持在10-4Scm-1以上。所獲得的電化學(xué)結(jié)果表明，在另一種全固態(tài)Li電池中，可能會(huì)重復(fù)使用因Li樹(shù)枝狀晶體的生長(zhǎng)而降解的固體電解質(zhì)。他們的研究結(jié)果已于2020年12月7日發(fā)表在ACSAppliedEnergyMaterials中。

開(kāi)發(fā)用作固體電解質(zhì)的固體無(wú)機(jī)鋰離子導(dǎo)電材料對(duì)于開(kāi)發(fā)高度安全可靠的下一代全固態(tài)鋰（Li）電池至關(guān)重要。在各種基于氧化物的固體電解質(zhì)材料中，通式為L(zhǎng)i7La3Zr2O12（LLZO）的石榴石型氧化物因其在室溫下的高Li離子電導(dǎo)率，出色的熱性能以及對(duì)Li金屬的高穩(wěn)定性而備受關(guān)注。

盡管使用具有大重量理論容量（=3,860mAhg-1）和最低氧化還原電勢(shì)的鋰金屬作為負(fù)極會(huì)導(dǎo)致電池的高能量密度，但LLZO和鋰之間形成了固-固界面金屬電極是主要缺點(diǎn)。不良的界面連接會(huì)導(dǎo)致多晶LLZO中Li鍍層的不均勻和Li枝晶的晶間滲透。當(dāng)電池特別是在高電流密度下循環(huán)使用時(shí)，此效果尤為突出，從而導(dǎo)致內(nèi)部短路故障。

Li枝晶在退火前后的降解Ta-LLZO的照片（左）和制備后和退火后的Ta-LLZO的Li離子電導(dǎo)率的照片（右）。：豐橋工業(yè)大學(xué)。

當(dāng)然，為開(kāi)發(fā)以金屬鋰為負(fù)極的全固態(tài)電池，已經(jīng)廣泛研究了建立短路故障的預(yù)防技術(shù)。相反，從有效利用材料的角度來(lái)看，值得考慮的是在發(fā)生短路故障后重新使用從固態(tài)電池中提取的LLZO的可能性。如果在LLZO中傳播的Li樹(shù)枝狀晶體的數(shù)量少并且短路區(qū)域高度集中，則可以通過(guò)去除其中的Li樹(shù)枝狀晶體來(lái)重新使用LLZO。

豐橋工業(yè)大學(xué)電氣與電子信息工程系和卡爾加里大學(xué)化學(xué)系的研究團(tuán)隊(duì)首次研究了石榴石型Ta取代LLZO（Ta-LLZO）陶瓷的可重復(fù)使用性Li/Ta-LLZO/Li對(duì)稱電池的電化學(xué)Li電鍍/剝離測(cè)試期間，由于Li金屬滲透而使固體電解質(zhì)短路或降解。

在通過(guò)鋰枝晶穿透發(fā)生降解之后，從測(cè)試電池中除去Ta-LLZO，然后在乙醇中除去與Ta-LLZO相連的Li金屬電極。之后，將Ta-LLZO在800-900oC的空氣中退火數(shù)小時(shí)?？梢宰C實(shí)，退火后的Ta-LLZO與制備的Ta-LLZO相比，鋰離子的電導(dǎo)率略低，但在室溫下其電導(dǎo)率保持在10-4Scm-1以上。退火Ta-LLZO的電導(dǎo)率略有下降主要?dú)w因于Ta-LLZO端面附近雜質(zhì)相的形成和結(jié)構(gòu)變化，而降解程度取決于Li枝晶滲透的面積。此外，可以在具有退火的Ta-LLZO的另一對(duì)稱電池中進(jìn)行Li鍍/剝離。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，通過(guò)優(yōu)化后退火條件，可以進(jìn)一步減輕退火后的LLZO中鋰離子電導(dǎo)率的下降，所得結(jié)果可作為將短路或退化的LLZO作為固體電解質(zhì)再利用的基本信息。在另一個(gè)固態(tài)鋰電池中。