锂枝晶具有高反应活性，对锂基电池的安全性和使用寿命构成了严峻挑战。有效的调控策略对于减轻电池性能衰退和提高电池可靠性至关重要。传统的方法，例如在锂沉积后进行弛豫处理或进行有规律的放电，往往无法同时解决固体电解质界面的形成以及孤立锂的问题。
在此，清华大学欧阳明高、韩雪冰、毛烁源、汪宇，上海理工大学郑岳久等人证明了在锂枝晶生长后合理利用电场弛豫，能够在弛豫时间常数附近通过平衡固体电解质界面的生长与锂枝晶形态的平滑化，减少有缺陷的固体电解质界面和孤立锂的产生。
基于此，作者提出了一种短期弛豫方法来控制锂沉积过程。在商业电池上，该方法在3C倍率（20分钟）的快速充电条件下，将电池的容量保持率从80%提高到了95%。这些研究结果凸显了锂枝晶形成后进行弛豫处理对于实现安全、长寿命和快速充电电池的重要性，尤其是在锂枝晶生长成为限制因素的情况下。
图1. 沉积锂形态的演变机制
总之，该工作基于相场建模，作者分析了弛豫期间锂枝晶形态从尖锐到平滑的演变过程，这一过程是由Li+从枝晶尖端到侧面的局部转移所驱动的。
基于此，锂沉积后的短期弛豫过程中，形态优化和SEI膜劣化之间的竞争关系导致了最高的容量保持率。此外，在商用LiFePO4电池中，作者采用快速充电后短期静置策略，使电池在3C倍率（1A）下循环100次后的容量保持率从80%提高到了95%。
与最先进的放电-静置调控方案相比，该方法使时间缩短了80%，并将容量损失降低了23.8%。还观察到，容量损失与库仑效率无关，因为在容量保持率最高的方案下，库仑效率是最低的。因此，该工作展示了通过调控方法从源头上同时抑制有害SEI和死锂形成的理论和实践可行性。同时为进一步研究锂基电池锂枝晶的安全、长寿命调控提供指导，在快速充电和低温充电的实际应用中具有巨大潜力。
图2. 基于短期弛豫的锂沉积调控
Manipulation of lithium dendrites based on electric field relaxation enabling safe and long-life lithium-ion batteries, Nature Communications 2025 DOI: 10.1038/s41467-025-58818-y
欧阳明高，1958年10月出生于湖北天门，新能源动力系统与交通电动化专家，中国科学院院士，清华大学教授，清华大学学术委员会副主任、国际交通电动化期刊eTransportation 创刊主编、国际氢能与燃料电池协会IHFCA首任理事长。1978年3月至1982年1月在长沙铁道学院（现中南大学）学习，获学士学位。1982年1月至1984年10月在大连铁道学院（现大连交通大学）学习，获硕士学位。1984年10月至1988年12月留校任教。1988年12月至1993年10月在丹麦技术大学学习，获博士学位。1994年1月至1995年6月在清华大学从事博士后研究。