鋰離子電池壽命短的原因

華盛頓，一月十六日(新華社)在最新一期的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表的一篇論文中，美國(guó)科學(xué)家說(shuō)，鋰離子電池中鋰離子濃度的波動(dòng)可以解釋電池壽命較短的原因，并可能有助于開發(fā)充電更快、使用壽命更長(zhǎng)的電池。

由美國(guó)能源部(usdepartmentofenergy)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(brookhavennationallaboratory)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池的電極由納米顆粒構(gòu)成時(shí)，電池中出現(xiàn)電流的部分鋰離子濃度會(huì)上升，然后下降，而不是之前認(rèn)為的上升。

晶格是晶體內(nèi)的粒子按一定的幾何圖形排列的結(jié)構(gòu)。鋰離子電池的工作原理是鋰離子在正極和負(fù)極柵格之間移動(dòng)，充電時(shí)鋰離子從正極流向負(fù)極，放電時(shí)鋰離子從正極流向負(fù)極。

就像一塊海綿,我們看到了納米顆粒在鋰離子濃度新增,主持的研究可持續(xù)能源技術(shù)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家王峰說(shuō),但與水,鋰離子可以選擇性地在一些區(qū)域,鋰離子濃度之間的晶格不一致造成的。

研究人員指出，在鋰離子進(jìn)入之前，晶格的結(jié)構(gòu)是均勻的，但一旦進(jìn)入，晶格就會(huì)拉伸，當(dāng)鋰離子流出時(shí)，晶格就會(huì)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，導(dǎo)致電池的疲勞失效。

研究人員推測(cè)，這也可能發(fā)生在其他高性能電池的化學(xué)物質(zhì)上，這一結(jié)果可能有助于開發(fā)出充電時(shí)間更短、待機(jī)時(shí)間更長(zhǎng)的電池。