科学家找到锂离子电池寿命变短原因

美国科学家发现了锂离子电池寿命变短的原因

在最新一期《科学进展》(scienceadvances)杂志上发表的一篇论文中，美国科学家表示，锂离子电池中锂离子浓度的波动，可以解释锂离子电池寿命较短的原因，并可能有助于开发出充电速度更快、续航时间更长的电池。

美国能源部布鲁克海文国家实验室(brookhavennationallaboratory)领导的一组研究人员最近发现，假如电池的电极是由纳米颗粒构成的，那么当电池出现电流时，部分纳米颗粒中的锂离子浓度会先上升后下降，而不是像之前认为的那样上升。

晶格是晶体中粒子按几何顺序排列的结构。锂离子电池的工作原理是在正极和负极晶格之间移动锂离子。当带电时，它们从正极流向负极，反之亦然。

就像一块海绵，让我们看到纳米颗粒中锂离子的浓度在不断新增，布鲁克海文国家实验室主持讨论的可持续能源技术科学家王峰说，但与水不同，锂离子可以选择性地从某些区域，形成锂离子浓度的晶格之间。

研究人员指出，在锂离子进入晶格之前，晶格的结构是非常均匀的，一旦锂离子进入，晶格就会拉伸，而当锂离子流出晶格时，晶格就会收缩。锂离子的不均匀运动可能是一个持久的危害，因为它会扭曲电池中活性成分的结构，并可能导致疲劳和失效。

研究人员认为，这也可能发生在其他高性能电池的化学物质中，这可能有助于开发充电时间更短、待机时间更长的电池。