中国科学院深圳先进技术研究院材料所光子信息与能源材料研究中心在固态电池及类脑计算领域取得新进展。
锂金属负极是当前具有最高能量密度的锂电池负极材料，但因为其具有高还原性及特殊的取向生长特性，极易穿刺电池、形成短路，造成事故。陶瓷类固态电解质具有较高的力学模量，因此理论上能够阻挡锂金属穿刺。但长期以来，实验测试结果与理论预测相悖，即陶瓷类固态电解质仍会被锂枝晶穿透，造成短路。机制认识的短缺极大制约了固态电池的发展。
针对该问题，团队开发了具有纳米分辨率的新型原位电化学测试手段，利用导电原子力显微探针作为电极诱导锂枝晶在固态电解质中定向生长，结合多场测试，揭示了电极界面微尺度涨落对锂枝晶生长的诱导机制，并在此基础上设计了界面阻隔层，阻断了枝晶的生长，提升了固态电池性能。除此之外，团队还意外发现了锂枝晶在固态电解质中的忆阻特性，并基于此设计了新型忆阻器，为下一代类脑计算芯片的硬件实现提出了新思路。
相关成果以Modulating nano-inhomogeneity at electrode-solid electrolyte interfaces for dendrite-proof solid-state batteries and long-life memristors为题发表于Advanced Energy Materials（影响因子：25）。深圳先进院助理研究员陆子恒与硕士研究生杨紫薇为共同第一作者，陆子恒助理研究员、李文杰副研究员、杨春雷研究员为通讯作者，美国普渡大学Partha P. Mukherjee教授课题组也参与了该项工作。
除此之外，针对锂金属的不均匀沉积问题，团队还提出了利用激光烧蚀快速制备多孔铜箔从而缓解电极内部应力的方案。相关成果以Regulating lithium electrodeposition with laser-structured current collectors for stable lithium metal batteries为题发表于ACS Applied Materials & Interfaces上（影响因子：7），硕士研究生董伟为第一作者，杨春雷研究员和陆子恒助理研究员为通讯作者。
