深圳先進院固態電池及類腦人工突觸研發取得進展
近日，中國科學院深圳先進技術研究院材料所光子信息與能源材料研究中心在固態電池及類腦計算領域取得新進展。
鋰金屬負極是當前具有最高能量密度的鋰電池負極材料，但因為其具有高還原性及特殊的取向生長特性，極易穿刺電池、形成短路，造成事故。陶瓷類固態電解質具有較高的力學模量，因此理論上能夠阻擋鋰金屬穿刺。但長期以來，實驗測試結果與理論預測相悖，即陶瓷類固態電解質仍會被鋰枝晶穿透，造成短路。機制認識的短缺極大制約了固態電池的發展。
針對該問題，團隊開發了具有納米分辨率的新型原位電化學測試手段，利用導電原子力顯微探針作為電極誘導鋰枝晶在固態電解質中定向生長，結合多場測試，揭示了電極界面微尺度漲落對鋰枝晶生長的誘導機制，并在此基礎上設計了界面阻隔層，阻斷了枝晶的生長，提升了固態電池性能。除此之外，團隊還意外發現了鋰枝晶在固態電解質中的憶阻特性，并基于此設計了新型憶阻器，為下一代類腦計算芯片的硬件實現提出了新思路。
相關成果以Modulating nano-inhomogeneity at electrode-solid electrolyte interfaces for dendrite-proof solid-state batteries and long-life memristors為題發表于Advanced Energy Materials（影響因子：25）。深圳先進院助理研究員陸子恒與碩士研究生楊紫薇為共同第一作者，陸子恒助理研究員、李文杰副研究員、楊春雷研究員為通訊作者，美國普渡大學Partha P. Mukherjee教授課題組也參與了該項工作。
除此之外，針對鋰金屬的不均勻沉積問題，團隊還提出了利用激光燒蝕快速制備多孔銅箔從而緩解電極內部應力的方案。相關成果以Regulating lithium electrodeposition with laser-structured current collectors for stable lithium metal batteries為題發表于ACS Applied Materials & Interfaces上（影響因子：7），碩士研究生董偉為第一作者，楊春雷研究員和陸子恒助理研究員為通訊作者。
新型納米分辨原位電化學測試系統及基于固態電解質的人工類腦突觸、固態電池設計
