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科學家找到鋰離子電池壽命變短原因

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年12月24日  

美國科學家發現了鋰離子電池壽命變短的原因


在最新一期《科學進展》(scienceadvances)雜志上發表的一篇論文中,美國科學家表示,鋰離子電池中鋰離子濃度的波動,可以解釋鋰離子電池壽命較短的原因,并可能有助于開發出充電速度更快、續航時間更長的電池。


美國能源部布魯克海文國家實驗室(brookhavennationallaboratory)領導的一組研究人員最近發現,假如電池的電極是由納米顆粒構成的,那么當電池出現電流時,部分納米顆粒中的鋰離子濃度會先上升后下降,而不是像之前認為的那樣上升。


晶格是晶體中粒子按幾何順序排列的結構。鋰離子電池的工作原理是在正極和負極晶格之間移動鋰離子。當帶電時,它們從正極流向負極,反之亦然。


就像一塊海綿,讓我們看到納米顆粒中鋰離子的濃度在不斷新增,布魯克海文國家實驗室主持討論的可持續能源技術科學家王峰說,但與水不同,鋰離子可以選擇性地從某些區域,形成鋰離子濃度的晶格之間。


研究人員指出,在鋰離子進入晶格之前,晶格的結構是非常均勻的,一旦鋰離子進入,晶格就會拉伸,而當鋰離子流出晶格時,晶格就會收縮。鋰離子的不均勻運動可能是一個持久的危害,因為它會扭曲電池中活性成分的結構,并可能導致疲勞和失效。


研究人員認為,這也可能發生在其他高性能電池的化學物質中,這可能有助于開發充電時間更短、待機時間更長的電池。


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