樹突狀的原子級圖像，類似手指的生長，能夠穿透屏障，從而使電池艙分開並導致電池爆破，闡明了電池為何故障。
冷凍
樹突妨礙了電池為了存儲更多的能量，擺出一個絆腳石，用於電池式設備和電動汽車的工作時間更長。
研究人員使用冷凍電子顯微鏡（Cryo-EM）檢查了電池的內部工作，該技術涉及在冷凍蛋白和“生物機器”上發射電子束以推斷其分子的結構。
化學與工程新聞的Stu Borman解釋說：“一束電子是通過液體乙烷冷凍的生物分子樣品發送的。”
“電子束會物理損害生物分子，但凍結它們，即冷凍EM的'冷凍'部分，可保護它們免受電子損傷，並防止它們在電子顯微鏡的真空室中脫水。”
Jacques Dubochet，Joachim Frank和Richard Henderson因開發這種生物分子成像技術而獲得了2017年諾貝爾化學獎。
樹突
圖像顯示，金屬樹突是長六面晶體，並未以早期電子顯微鏡拍攝中描述的不規則斑點形狀進行特徵。
通過能夠在這個細節上看到，科學家可以更好地了解電池及其組件基本上是如何工作的。他們還可以調查為什麼每天常用的高能電池裝置，汽車和機器，失敗。
對於發表在期刊上的研究科學，來自斯坦福大學材料科學與工程系的Yuzhang Li，使用Cryo-EM儀器仔細研究暴露於各種電解質的鋰金屬樹突。
研究人員查看了樹突的金屬部分以及固體電解質中的相間或SEI。 SEI是一種在金屬電極上形成的塗層，作為電池電荷和放電。當樹突與周圍電解質反應時，它會發展。控制SEI的生長和穩定性對於電池有效運行至關重要。
這些圖像顯示，晶體樹突更喜歡在特定方向上生長。其中一些會隨著它們的生長而產生扭結，但是晶體結構仍然完好無損。
研究人員還研究了電子如何從樹突中彈出原子，這些原子在晶體和SEI塗層中揭示了每個原子的位置。
當研究人員添加用於提高電池性能的化學物質時，他們注意到SEI塗層的原子結構變得更加有序，這可以幫助解釋該化學物質的有效性。
研究人員在他們的書中寫道：“我們觀察到，基於碳酸鹽的電解質中的樹突沿<111>（首選），<110>或<211>指示為單一的單晶納米線生長。”學習。 “我們揭示了不同電解質中形成的不同SEI納米結構。”
