國(guó)際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)鋰離子電池退化的隱藏原因
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道,國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人因素,它可以加速鋰離子電池退化,進(jìn)而導(dǎo)致電量持續(xù)損失。這一發(fā)現(xiàn)提供了對(duì)電池壽命的新見(jiàn)解,以及對(duì)抗自放電的策略,有望提高電動(dòng)汽車和智能手機(jī)等應(yīng)用的性能。

(圖片來(lái)源:考納斯理工大學(xué))
人們一直普遍認(rèn)為,充滿電的電池自放電,要?dú)w因于鋰原子從電解質(zhì)擴(kuò)散至電池陰極。然而,斯坦福大學(xué)(Stanford University)X射線和表面分析小組核心負(fù)責(zé)人、立陶宛考納斯理工大學(xué)(KTU)客座教授Artūras Vailionis表示:“這項(xiàng)研究表明,質(zhì)子(氫離子)擴(kuò)散是引起電池自放電的原因。基于這項(xiàng)研究成果,研究人員有望提出通過(guò)減少自放電來(lái)延長(zhǎng)電池壽命的方法。”比如在電解質(zhì)中補(bǔ)充不含氫分子的添加劑(如CH2),或使用特殊涂層來(lái)減少陰極表面與電解質(zhì)的反應(yīng)。
Vailionis教授強(qiáng)調(diào),這項(xiàng)研究成果是一大批國(guó)際跨領(lǐng)域研究人員共同努力的成果。Vailionis在斯坦福大學(xué)的團(tuán)隊(duì)利用X射線衍射法,確定了陰極中存在兩種不同的結(jié)構(gòu):一種位于表面(受氫離子影響),另一種位于陰極內(nèi)部深處。X射線反射法也證實(shí)了氫原子表面層的存在。
Vailionis教授表示,自放電會(huì)縮短電池的日歷壽命和循環(huán)壽命,隨著時(shí)間的推移,這會(huì)導(dǎo)致電池電壓和容量下降。因此,了解和預(yù)防這一問(wèn)題非常重要。現(xiàn)在,發(fā)現(xiàn)電池自放電背后的全新現(xiàn)象,可能有助于實(shí)現(xiàn)更環(huán)保、更具成本效益和更可靠的技術(shù)。
配備長(zhǎng)壽命電池的設(shè)備(例如智能手機(jī)、筆記本電腦等)無(wú)需充電即可使用更長(zhǎng)時(shí)間,而在配備大型電池系統(tǒng)的應(yīng)用中(例如電動(dòng)汽車或電網(wǎng)儲(chǔ)能),更長(zhǎng)的電池壽命意味著投資回報(bào)率更高,從而使這些技術(shù)更具經(jīng)濟(jì)性。此外,在太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源系統(tǒng)中,電池壽命延長(zhǎng)可以提高儲(chǔ)能效率和可靠性,有助于穩(wěn)定能源供應(yīng),并減少對(duì)化石燃料的依賴性。
由于鋰離子電池也用于醫(yī)療設(shè)備、航空航天和國(guó)防系統(tǒng),更長(zhǎng)的電池壽命可降低在危急情況下發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。


