一种锂固态电池原型在实验室测试中发生了灾难性内部短路。利用基于超高分辨率微型CT的3D流水线，研究人员成功可视化锂针状晶体（即枝晶）穿透刚性陶瓷电解质的现象。这些肉眼不可见的结构通过材料中预先存在的微裂纹生长。
3D流水线：VGSTUDIO MAX与COMSOL实战🔬
分析流程始于超高分辨率断层扫描数据的采集。体积数据在Volume Graphics VGSTUDIO MAX中处理，利用密度对比对锂枝晶进行分割和量化。该软件可检查微裂纹网络及针状晶体形态。随后，提取的3D模型导入COMSOL Multiphysics进行电化学模拟。在COMSOL中，充放电条件被重现，将枝晶的实际几何形状与导致电解质失效的局部应力峰值相关联。
对更安全电池的启示⚡
微型CT与模拟的结合揭示，枝晶并非随机生长，而是利用陶瓷中的微观缺陷。这一发现对设计更致密、更耐用的电解质至关重要。所提出的3D流水线不仅能够诊断故障，还为预测和避免未来固态电池中的短路提供了路线图，加速了更安全储能系统的开发。
微型计算机断层扫描揭示锂枝晶即使在被认为是高密度的材料中也能沿晶界生长，这对未来陶瓷电解质的设计有何影响？
（附注：在分子层面观察材料，就像用放大镜看沙尘暴。）