鋰(Li)金屬電池具有高能量密度，外界壓力下導致的體積變化和電池膨脹會帶來安全性挑戰。但在大尺寸軟包電池中，外部壓力與鋰離子電鍍行為之間的相互作用尚不明確。

美國太平洋西北國家實驗室肖婕、劉俊團隊深入研究了外部施加壓力對350 Wh kg^?1軟包電池中電鍍和剝離鋰的影響。研究者采用混合設計，系統研究了壓力與鋰金屬電鍍過程之間的基本關系，發現適當的外部壓力可以顯著減少軟包電池膨脹，同時能夠提高鋰金屬電池性能。

圖1 在不同初始外部壓力下（a, d, g—110kPa；b, e, h—179kPa；c, f, i—248?kPa），對3個350wh kg^?1?Li/NMC622袋狀電池(2Ah)進行原位壓力監測

圖2?鋰/NMC622軟包電池不同階段的鋰利用

圖3 不同初始壓力下大量循環前后的鋰金屬袋狀電池

圖4 350wh kg^?1?Li/NMC622袋狀電池(2Ah)原型電池在循環過程中的表面壓力分布映射及其與循環后鋰金屬形態的相關性

圖5 電鍍過程中Li⁺繞道行為的實驗與理論研究

團隊提出了一個兩階段循環過程，顯示控制袋電池膨脹小于10%，可與最先進的鋰離子電池相媲美。

本文彌補了大尺寸軟包電池中外部壓力與鋰離子電鍍行為之間的相互作用研究的空白。

在循環過程中軟包電池表面的壓力分布圖揭示了在陽極側的中心區域優先鍍上Li⁺以及電鍍過程中Li⁺復雜的迂回行為的規律，為后續解決不均勻的Li電鍍和提高Li金屬電池技術提供了真實有效且極具價值的參考意義。