科學(xué)家們找到了電池壽命短的可靠原因:鋰離子星濃度的升降

美國(guó)科學(xué)家在最新一期《科學(xué)發(fā)展》(sciencedevelopment)雜志上發(fā)表的一篇論文稱，鋰離子電池中的鋰離子濃度波動(dòng)較大，這就解釋了鋰離子電池壽命較短的原因，并可能有助于開(kāi)發(fā)充電更快、使用壽命更長(zhǎng)的電池。

博士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)由美國(guó)能源部布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室最近發(fā)現(xiàn),當(dāng)電池出現(xiàn)電流,鋰離子的濃度的納米顆粒上升然后下降假如電池的電極是由納米顆粒,而不是先前認(rèn)為的繼續(xù)新增。

晶格是晶體中粒子按幾何順序排列的結(jié)構(gòu)。鋰離子電池的工作原理是在正極和負(fù)極晶格之間移動(dòng)鋰離子。當(dāng)帶電時(shí)，它們從正極流向負(fù)極，反之亦然。

類似海綿,讓我們看看鋰離子濃度的納米顆粒總在不斷新增,主持布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究可以繼續(xù)能源技術(shù)科學(xué)家王峰說(shuō),但與水,鋰離子可以選擇性地在一些區(qū)域,鋰離子濃度是形成晶格之間的不一致。

研究人員指出，在鋰離子進(jìn)入晶格之前，晶格的結(jié)構(gòu)是非常均勻的。一旦鋰離子進(jìn)入，它們就會(huì)拉伸晶格。當(dāng)鋰離子流出時(shí)，晶格再次收縮。鋰離子的不均勻移動(dòng)會(huì)造成電池中活性成分結(jié)構(gòu)的變形，從而導(dǎo)致電池的持久損傷，并可能導(dǎo)致電池的疲勞失效。

研究人員推測(cè)，這種現(xiàn)象也可能發(fā)生在其他高性能電池的化學(xué)物質(zhì)中，這一發(fā)現(xiàn)可能有助于開(kāi)發(fā)出充電時(shí)間更短、待機(jī)時(shí)間更長(zhǎng)的電池。