锂电池中锂枝晶解决了吗，锂电池锂枝晶问题解决了吗。

本文目录一览：

• 1、锂离子电池中 锂离子迁移数高， 为啥浓差极化就低呢？就能抑制锂枝晶?
• 2、固态电池会取代现在使用的锂电池么？
• 3、三星固态电池技术取得重大突破！解决三大行业难题，离量产不远了
• 4、锂离子电池充电时，离子嵌入石墨负极的形态是什么，锂枝晶如何形成

锂离子电池中 锂离子迁移数高， 为啥浓差极化就低呢？就能抑制锂枝晶?

先回答浓度梯度的问题，这个需要从迁移数说起。

什么是迁移数。电池在充放电的时候，电解液中的阴阳离子会向着相反的方向移动，例如充电的时候锂离子向负极移动，阴极向正极移动。锂离子迁移数就是单位时间内通过电解液某一垂直于锂离子迁移方向的截面的锂离子数量与通过该截面阴阳离子总和的比值。

迁移数为1，是指锂离子的迁移数为1，也就说只有锂离子在动，阴离子不动。

充电的时候带有正电荷的锂离子向负极跑，带有负电荷阴离子向正极跑，就在正负极间形成浓度梯度，阻碍阴阳离子的迁移，就有了浓差极化。

至于迁移数为什么会和锂枝晶扯上关系，可以找找Sand's time 公式。该公式描述了什么时间在负极附近锂离子会被完全消耗，此时锂枝晶开始出现。

Sand's time 公式

其中：

J为有效电流密度；D为双极性扩散系数；e是电子电荷；Co是体相电极液浓度；ta是阴离子迁移数。

由此可知，锂离子迁移数越高，阴离子的迁移数就会越低（因为电解液中就只有锂离子和阴离子再迁移），锂枝晶出现的时间就会越长，甚至在放电过程中不出现锂枝晶。

希望我的解答可以帮助你。

如果方便，上传一下文献。

固态电池会取代现在使用的锂电池么？

目前的纯电动汽车主要搭载的是三元的电池，部分车型使用的是磷酸铁锂电池，这两种电池都属于液态锂电池。作为液态电池，受温度影响较为明显，尤其是低温条件下内部的化学反应会受到抑制，导致储电量受到影响，进而影响续航表现。而为了缓解这种状况，很多企业开始布局固态电池领域，那么固态电池会取代锂电池吗？

其实所谓的固态电池，就是采用固体电解质的电池。这种电池相比液态电池来说温度工作范围更广，所以稳定性更强。另外，正是由于采用了固体电解质，所以有效的避免了液态锂电池在使用过程中发生的锂枝晶现象，热失控的可能性也大大缓解。除此之外，固态电池能量密度较高，可以提供更长的续航里程。

不过即便如此，固态电池取代液态锂电池仍然任重而道远。因为固态电池虽然优势较明显，但是缺点依然存在，相比液态电池来说，固态电池生产成本较高。液态锂电池的成本大约在200-300美元/KWh，如果使用现有技术制造足以为智能手机供电的固态电池，其成本会达到1.5万美元，而足以为汽车供电的固态电池成本更是高昂，这只直接阻碍其普及。

另外，固态电池采用了固体电解质，与电极材料之间的界面是固-固状态，所以界面阻抗过大，而这就导致固态电池在充电过程中时间更长。而大家都知道，充电时间较长是里程焦虑存在的原因之一。如果这个问题不能得到有效解决，那么固态电池取代锂电池的可能性同样较低。

所以，虽然固态电池的优势比较明显，但是受制于生产成本较高以及界面阻抗扩大等原因，所以固态电池短期内不会取代液态锂电池。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

三星固态电池技术取得重大突破！解决三大行业难题，离量产不远了

车东西（公众号：chedongxi）文 | Bear

三星在全固态电池的量产之路上取得了突破性的进展！

日前，三星高等研究院与三星日本研究中心在《自然-能源》（Nature Energy）杂志上发布了一篇名为《通过银碳负极实现高能量密度长续航全固态锂电池》的论文，展示了三星对于困扰全固态电池量产的锂枝晶与充放电效率问题的解决方案。

▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文

据了解，这一解决方案将帮助三星的全固态电池实现900Wh/L（区别于Wh/kg的计量单位，因不同材料密度不同，二者不可换算）的能量密度，1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率（也可称为充放电效率）。我国目前较为先进的固态电池技术虽然同样也能够实现1000次以上的充放电循环，但在库伦效率方面目前还达不到接近100%的程度。

据论文介绍，三星通过引入银碳复合负极、不锈钢（SUS）集电器、辉石型硫化物电解质以及特殊材料涂层，对固态电池的负极、电解质与正极进行了处理，有效解决了锂枝晶生长、低库伦效率与界面副反应，这三大固态电池量产所面临的核心问题，推动固态电池技术离产业化更进一步。

关键技术的突破，意味着固态电池市场卡位赛的开启，包括松下、宁德时代、丰田、宝马在内的一众玩家磨刀霍霍。可以预见，未来五年，固态电池技术将会成为这些公司技术交锋、产业布局的关键所在。

而三星，则会因为率先实现了技术上的突破，在这场竞赛中拥有相当大的领先优势。

一、全球争夺固态电池新风口 三星率先取得技术突破

固态电池一度被视为最适合电动汽车的电池技术，但这究竟是一种什么样的技术呢？

单从字面上理解，全固态电池意味着将现有电池体系中的液态电解质，完全替换为固态电解质。但在电池产业的定义中，固态电池有着三大技术特征——固态电解质、兼容高能量的正负极以及轻量化的电池系统。

固态电解质很好理解，区别于传统锂电池中所使用的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯等液态电解质，固态电解质是一种新型的，作为电池正负极之间离子移动通道的材料，目前主要分为三类——聚合物材料、无机氧化物材料、无机硫化物材料。

与液态电解质对比，固态电解质具有高温下稳定、不易燃的理化特性，同时其机械结构也能抑制锂枝晶生长，避免其刺穿隔膜造成电池短路。

同时，常规液态电解质高压之下易氧化的特点对于固态电解质而言也不复存在，因此固态电池可采用能量密度更高、放电窗口更高、电势差更大的正负极解决方案。

而由于固态电池电芯内部不含液体，可以实现先串联后并联组装的方式，减轻了电池PACK的重量；固态电池性质稳定的特点，也可以省去动力电池内部的温控元件，进一步实现动力电池的减重。

上述三大特征所对应的，正是固态电池对比传统锂电池所具有的技术优势。简单来说，就是更高的能量密度、更大的放电倍率、更长的循环寿命以及更加轻量化的电池系统设计。

这些技术优势决定，固态电池将会是未来十年内最适合电动汽车的动力电池，以动力电池产业内部对固态电池量产进度的研判，到2025年之后，固态电池将逐渐成为动力电池领域的主流产品。

可以说，谁抢下了固态电池，谁就抢下了未来十年内，新能源产业发展的先机。

在这一思想的主导下，丰田、宝马、大众等国际一线车企，松下、三星、宁德时代等动力电池企业，甚至是戴森、NGK|NTK等跨界而来的巨头玩家，纷纷涌入固态电池领域，试图通过投资并购、技术合作、独立研发等手段，在固态电池尚未实现产业化之前完成卡位。

▲大众推出了搭载固态电池的奥迪PB18 e-tron

但当这些玩家真正下场布局的时候，固态电池的技术难度远超他们的想象。当下固态电池技术距离量产还需要解决诸多难点，有研究显示，锂枝晶的形成、界面阻抗导致的库伦效率低、固态电解质与正负极产生副反应等问题在固态电池的实验中尤为明显。

三星日前在《自然-能源》杂志上发表的论文，正式针对这些问题提出了解决方案。

▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文

首先，三星通过银碳复合材料与不锈钢（SUS）集电器减少了负极锂离子过量不均匀沉积，并采用锂离子迁移数更高的硫化物固态电解质（一般液态电解质锂离子迁移数为0.5，硫化物固态电解质锂离子迁移数为1），减少了电解质中锂离子的沉积，在负极与电解质两个区域内减少了锂枝晶形成的可能性。

其次，三星对NCM正极层进行了LZO涂层的涂覆处理，使用0.5nm的LZO涂层将正极材料与硫化物固态电解质分隔开，并通过LZO涂层自身良好的电导率实现阻抗的减小，用以提升电池系统的库伦效率。

与此同时，LZO涂层与银碳复合材料层的存在也阻断了硫化物固态电解质与正负极产生副反应的可能，最大限度地保证了固态电池在工作过程中的正常表现与可循环性。

通过这套解决方案，三星的全固态电池实现了900Wh/L的能量密度、1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率。

而同样在研究固态电池的丰田、松下团队，目前的固态电池技术虽然能做到更高水平的循环次数，但其能量密度仅为700Wh/L，库伦效率也在90%左右。宁德时代的固态锂电池理论上能够做到1000Wh/L以上的能量密度，但在库伦效率方面，同样要弱三星一筹。

三星的这套解决方案有效地克服了固态电池产业化的技术难点，如果以卡位赛的思路来评价三星在众多对手中间的地位，那么三星在固态电池关键技术上的突破，无疑为其赢下了起跑阶段的优势。

二、三星解决锂枝晶生长问题的三大法门

三星在全固态电池研究过程中遇到的第一个难题就是锂枝晶问题，锂枝晶的形成对于所有的锂电池而言，都是不得不面对的问题。

其生成原理是锂离子在负极与电解液中的不均匀沉积，所形成的树杈状的锂离子结晶体，这些结晶体在放电倍率超过电池设计上限以及长期的充放电循环中均有可能出现。

而锂枝晶一旦出现，则意味着电池内部的锂离子出现了不可逆的减少，同时锂枝晶会不断吸附游离的锂离子实现生长，最终可能会刺破隔膜，导致电池正负极直接产生接触引发短路。

曾有观点认为，固态电解质的力学特性能够抑制锂枝晶的生长，阻止其对隔膜的破坏，但实际上，这样的设想并未实现。

有研究显示，通过固态电解质离子通道的锂离子抵达负极时的位置更不均匀，固态电解质与负极界面之间也存在间隙，因此容易造成锂离子的不规则沉积，从而形成锂枝晶。并且在这种情况下，导致锂枝晶出现的电压甚至低于传统的锂电池。

面对这一难题，三星提出了一种三合一的解决方案：

1、银碳复合材料层

三星在硫化物固态电解质与负极材料之间，添加了一层银碳复合材料层。

其充电过程中的工作原理，是在锂离子通过电解质抵达负极最终沉积的过程中，使锂离子与银碳材料层中间的银离子实现结合，降低锂离子的成核能（可简单理解为聚集在一起的能力），从而使锂离子均匀地沉积在负极材料上。

▲银碳复合层（红线部分）在电池结构中的示意图

而放电过程中，原本沉积在负极材料上的银-锂金属镀层中，锂离子完全消失，返回正极，银离子则会分布在负极材料与银碳复合材料层之间，等待下一次充电过程中锂离子的到来。

针对银碳复合材料层是否在锂离子沉积过程中产生了效果，三星团队进行了对照实验。

首先，该团队研究了无银碳复合材料层，负极直接与硫化物固态电解质接触的情况。

当充电率（SOC）50%，且充电速率为0.05C（0.34mAh/cm2）时，尽管锂离子在负极的沉积并不致密，但其沉积物较厚且形状随机，具备生成锂枝晶的可能性。

▲无银碳层时锂离子在负极的沉积情况

并且，在10次完整充放电循环之后，该电池容量与初始容量对比出现了大幅下滑，大约在经历了25次充放电循环之后，电池的容量已经下降至初始容量的20%左右。

▲无银碳层电池电量衰减情况

据三星研究团队分析，这种情况很可能是电池内部产生了锂枝晶，导致活动的锂离子数量大幅减少，从而减少了电池的放电容量。

而在存在银碳复合层的情况下，首次充电过程（0.1C，0.68mAh/cm2）中，锂离子通过银碳层后，在负极形成了致密且均匀的沉积物。

据三星研究团队推测，银碳层中的银在锂离子经过时，与锂离子进行结合，形成银锂合金，降低了锂离子的成核能，并在抵达负极的过程中形成了固溶体，使锂离子均匀地沉积在负极材料上。

▲银离子在多次循环后的分布情况

而在随后的放电过程中，电子显微镜下的图像显示，锂离子100%返回了正极材料，并未在负极材料中存在残留，这意味着本次充放电的过程中，锂离子几乎没有发生损失，也没有存留沉积，避免锂枝晶的形成。

2、SUS集电器负极

银碳复合材料层很大程度上解决了锂离子不均匀沉积的问题，但为了尽可能减少锂枝晶的形成，还需要对电池中“过量”的锂进行削减。

提出这一说法的原因，是因为三星发现被盛传适合作为高能量密度（3,860 mAh g?1）负极材料的金属锂，在固态电池中并不适用。

过量的锂在高电压的作用下很可能会自发聚集，形成锂枝晶。

因此，三星在其全固态电池解决方案中使用了不含锂的不锈钢（SUS）集电器作为负极，作为锂离子的沉积载体和电池的结构体而言，SUS材料的机械强度十分可靠。

并且由于负极材料不含锂，也能够抑制锂枝晶的形成。

3、辉石型硫化物固态电解质

锂枝晶形成的另一处位置是电解质，由于传统电解质锂离子迁移数通常为0.5，过量放电造成的大量锂离子迁移会使锂离子沉积在离子通道内，在长期的循环中有可能形成锂枝晶。

而三星在全固态电池解决方案中使用的电解质是锂离子迁移数为1的辉石型硫化物固态电解质，其锂离子迁移数较一般电解质更大，不容易使锂离子沉积其中，因此也能够抑制锂枝晶的形成。

通过上述三种方法，三星的全固态电池解决方案有效避免了锂枝晶的形成，在其数千次的循环试验中，采用这一方案的固态电池没有形成锂枝晶。

三、特殊涂料解决阻抗问题 充放电效率高达99.8%

针对全固态电池研发的另外两个难点——界面阻抗高引起的库伦效率问题、固态电解质与正负极产生副反应的问题，三星也给出了解决方案。

在固态电池中，固态电极与固体电解质之间会形成固-固界面，与传统电池的固-液界面拥有良好的接触性不同，固体与固体之间的直接接触难以做到无缝。即是说，固-固界面的接触面积要比相同规格的固-液界面接触面积小。

根据接触面积影响离子电导率的原理，接触面积越小，界面之间的离子电导率就越低，阻抗也就越大。

而在相同电压下，阻抗越大，电流也就越小，电池的库伦效率就越低。

不仅如此，固态电解质在与活性正极材料接触的过程中，也会产生界面副反应。

根据加州大学圣地亚哥分校的研究成果，正极锂离子脱嵌过程中产生的氧将会与硫化物固态电解质中的锂产生强烈的静电作用，电解质与正极材料之间阳离子的互扩散会形成SEI膜（一种覆盖在电极表面的钝化层），并在反复的循环中出现增厚、阻碍离子运输的现象。

这一现象也会导致电池的库伦效率降低。

为应对上述两个问题，三星在正负电极方面均进行了处理。

在正极方面，三星通过对正极NCM材料涂覆一层5nm厚的LZO（Li2O–ZrO2）涂层，用来改善正极与电解质固-固界面的阻抗性能。

▲NCM正极材料外涂覆的LZO涂层

与此同时，涂覆的LZO涂层阻断了正极材料与硫化物固态电解质之间的副反应，这使得二者间不会出现SEI膜，库伦效率得到了提升，放电容量的衰减也同时被大幅减缓。

在负极方面，硫化物固态电解质通过银碳层与负极间接接触，界面阻抗同样得到了改善，银离子还能够帮助锂离子完成在负极的均匀沉积，阻抗进一步减小。

而三星使用SUS集电器作为负极材料的另一个原因也是因为SUS集电器与硫化物几乎不产生反应，也就是说负极与硫化物固态电解质的副反应的可能性也被断绝。

除此之外，三星所选用的辉石型硫化物固态电解质拥有与一般液态电解质相同的离子传导率（1-25ms/cm），因此，该电解质本身的导电能力就很强，对于提升库伦效率也有帮助。

在三星研究团队1000次的充放电循环中，该套电池解决方案的平均库伦效率大于99.8%。而在去年7月，我国中科院物理所发表的固态电池解决方案中，其电池的库伦效率大约为93.8%。

四、三星领先一步 其他玩家仍有五年窗口期

三星的全固态电池解决方案，在一定程度上解决了当下固态电池产业化的三大技术难点。关键技术被攻克，意味着固态电池离产业化更进一步，电动汽车能用上固态电池的日子，也变得更近了。

三星研究团队在论文中直言：“我们研发的全固态电池拥有900Wh/L以上的能量密度与1000次以上的充放电循环寿命，出色的性能使得这套解决方案成为固态电池领域的关键性突破，很可能助推全固态电池成为未来电动汽车高能量密度与高安全性电池的选择。”

但需要注意的是，当一家企业宣布完成前瞻性技术关键难点突破的同时，也意味着该企业的技术壁垒正在建立，其他企业的机会则相应缩小。尤其是在电池这类技术优势大过天的产业中，技术壁垒的突破难度不言而喻。

此前，日本锂电材料商日立化成完成碳基负极技术研发，对我国材料企业的封锁时长达到30年之久。

而三星、LG化学、SKI等企业更是早早布局电池上游的隔膜、电解液、电极等领域，培养了自己的供应商体系的同时，将大量专利收入手中，形成了对其他电池企业的封锁之势。

此次三星率先突破固态电池技术难点，势必也会对其他电池企业进行专利封锁，中日韩等动力电池企业突破固态电池难点的技术路径又少了一条。

这就是三星在固态电池卡位赛中，取得先发优势的结果。

但对于三星而言，先发优势并不意味着胜券在握。固态电池的量产对于三星来说，仍有许多难点。

首先，硫化物固态电解质对生产过程的要求极高，暴露在空气中容易发生氧化，遇水易产生 H2S 等有害气体，生产过程需隔绝水分和氧气。

其次，银碳层的规模化投产需要规模不小的贵金属银的采购，成本颇高。

对于近年来盈利状况不佳的三星电池业务而言，新建产线采购贵金属的成本与固态电池量产后的市场之间形成的投入产出比，值得衡量。

因此，在固态电池的风口还未到来之前（业内认为会在2025年小规模量产），其他动力电池企业仍然拥有一段市场与技术的窗口期，固态电池的第一把交椅目前仍然虚位以待。

在日本，松下已经与丰田结盟，在两年之前拿出了700Wh/L能量密度的固态电池解决方案。

国内宁德时代近日公布的专利则显示，其全固态锂金属电池的能量密度理论上能够超过1000Wh/L，中科院物理所也完成了能将固态电池库伦效率提升至93%以上的材料研发。

美国动力电池初创公司Solid Power得到了现代、宝马、福特等车企的投资，宣布将在2026年量产能够用于电动汽车的固态电池。

可以预见的是，未来五年内，动力电池产业将围绕固态电池这一关键技术打响一场暗战。中、日、美、韩的动力电池企业均已入场布局，准备在固态电池风口到来之时，争抢该领域的龙头位置。

结语：固态电池难点被三星攻克

在此前的固态电池研发中，锂枝晶问题、库伦效率问题与界面副反应问题难倒了众多电池领域的研发团队。

但此次三星通过银碳复合材料与SUS集电器负极，有效解决了锂枝晶形成的问题，LZO涂层对正极的包覆也使得电池系统的库伦效率达到了99.8%。

可以认为，固态电池技术的关键难点已被三星攻克，固态电池产品距离量产又近了一步。

这一现象意味着在未来五年的时间里，布局固态电池领域的车企、动力电池供应商以及跨界玩家都将顺着这一思路进行研究，推动固态电池领域实现从研发到量产的突破。

综合入局玩家体量、资本助推以及电动汽车产业的需求三点来看，固态动力电池产业的风口或许很快就会到来。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

锂离子电池充电时，离子嵌入石墨负极的形态是什么，锂枝晶如何形成

在锂电池充电过程中，活性锂会在负极金属锂箔表面发生不均匀沉积，多次循环之后就会形成锂枝晶。如果离子在界面发生化学反应，那是否可以认为锂离子已转化为原子形态，之后向固相本体内扩散？首先我们先定义：离子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为 8 个（如第一层是最外层，则为 7 个，若是氢离子，则没有外层电子）的稳定结构。阳离子是指原子由于外界的化学作用，而失去（释放）一个或几个电子，使其最外层电子数目达到 8 个或 2 个电子的稳定结构。

锂离子在 FePO4 晶格中的扩散属于「一维间隙式扩散」。依据白鹏 (2012) 的论文提到：2004~2005 年 Morgan 等人、Ouyang 等人和 Islam 等人分别通过第一性原理计算发现，锂离子沿 FePO4 晶格 b 方向迁移的活化能远低于其他任何可能的迁移路径。将计算得到的活化能代入方程 D ≈ a^2ν * exp (-Ea╱kbT)，可得锂离子在 b 通道内迁移的扩散系数为 10E(−8) cm2╱s，比其他可能的迁移路径高出至少 11 个数量级。

从更微观的层面来看，有两对「准粒子」参与迁移过程：在 FePO4 晶格中是锂离子与电子极化子，在 LiFePO4 中是空位与空穴极化子。以锂离子嵌入 FePO4 为例，在三相界面处，电解质中的一个锂离子与导电剂上的一个电子同时嵌入 FePO4 晶格形成 LiFePO4，造成 Fe 由 +3 价变为 +2 价，而锂离子价态不变，仍然以「离子」态存在于晶格中。处于 LiFePO4 的 Fe 位上的电子将引起局部晶格的极化。将该电子及其引起的晶格极化看做一个准颗粒（quasiparticle），称之为「电子极化子」。Maxisch 等人对自由电子极化子在 FePO4 晶格中迁移的活化能，以及迁移活化能受锂离子影响的程度进行了第一性原理定量研究。他们发现锂离子与电子极化子的结合能远远高于自由电子极化子的迁移活化能，并由此得出结论：由于受锂离子的「束缚」，电子极化子与锂离子共同迁移 (呈电中性)，实质上成为双极性扩散（Ambipolar

Diffusion）。

LiFePO4 材料为绝缘体，电子电导率极低，且电子极化子的跃迁依赖于局部晶格畸变，因此导致双极性扩散所需活化能显著增加，以致于锂离子原本的扩散速率受到影响。基于这一结果，可以将嵌入 FePO4 晶格的锂离子与电子极化子视为一个中性的「粒子」，认定其为还原态的锂离子。在电池放电时，电解质中的锂离子与导电剂上的电子一同嵌入活性材料，形成 LiFePO4，并消耗掉由 FePO4 晶格构成的相应空穴，这样看来还不会还原成「原子」。那化学反应在哪里发生？电化学系统的界面电荷转移只会发生在电解质、导电剂、电极活性材料三相交界处。

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在正常使用条件下，循环寿命的衰减则主要由活性材料晶格应变循环所导致的疲劳断裂引起。对于磷酸铁锂颗粒，沿着相界面分布的应变场会导致晶格位错或断裂，缺陷的增多将显着地降低锂离子的扩散速率，从而导致电池倍率性能的衰退。晶格断裂也会导致活性材料与导电剂脱附而无法获得电化学反应所需的电子，造成可用容量的损失。对于石墨负极，晶格片层之间靠微弱的范德华力维系，锂离子的嵌入和脱嵌极易造成晶格的扭曲和破坏，不断促使电解质在新暴露出的石墨表面分解沉积，形成 SEI 膜，导致电池老化。

在锂离子嵌入石墨材料的过程中，电解质会在石墨表面发生反应形成一层固体电解质界面（Solid Electrolyte

Interface，SEI）。该界面为绝缘体，因而能够有效避免电池的自放电。另一方面，锂离子反复嵌入╱脱出晶格造成 SEI 的损伤及自发修复，这些微观过程直接关系到电池性能的衰退与容量的衰减。对于 LiFePO4 电池，当电池放电时，电解质中的锂离子在导电剂、活性材料及电解质同时存在的三相界面处发生电荷转移反应，与导电剂上的电子一同嵌入活性材料，形成 LiFePO4 并消耗掉由 FePO4 晶格构成的相应空位。至于锂枝晶如何形成？由于电流密度及锂离子分布不均等因素，锂离子在负极表面不均匀沉积形成树枝状锂，称之为枝晶。材料学微观研究表面，当某一锂离子嵌入FePO4 晶格后，会在嵌入点附近引起晶格畸变。晶格畸变一方面为电子极化子的转移提供必要条件，另一方面，能够降低锂离子嵌入临近区域的活化能，因而使嵌锂反应更容易在该嵌入点附近继续嵌入并形成相界面。在 LiFePO4中，即便开始只形成「完全共格相界面」，但随着锂离子的嵌入╱脱出循环造成晶格应变疲劳、电化学副反应侵蚀活性表面等因素的累积，将会增加颗粒表面和内部出现缺陷的概率，从而导致出现半共格界面和非共格界面。从解决枝晶问题常用的方法包括：添加稳定负极-电解液界面的电解液添加剂、替换液体电解质为高强度凝胶/固体电解质、建立高强度锂负极表面保护层等来看都是属于「端末处理」，2010 年 Malik 等人通过理论研究发现，「晶格缺陷」的存在不但会降低扩散系数，还会导致「二维扩散」的出现或许才是源头。因为在纳米 LiFePO4 颗粒中（≤ 100 nm），晶格缺陷极少，锂离子沿 b 通道的扩散不受影响。

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