終于搞清了鋰離子電池“縮容”的一個重要機(jī)理

美國能源部的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，組成電池電極的材料經(jīng)常會破裂分解，使得某些金屬離子(這里特指錳元素)可以自由浮動并跑到相反的電極那，然后困陷住鋰離子。

數(shù)碼產(chǎn)品的用戶們發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，電池容量總會損耗掉一些。雖然剛買來時(shí)的續(xù)航表現(xiàn)還不錯，但經(jīng)歷 2 年頻繁的充放電之后，它就完全是兩個樣了。好消息是，美國能源部的科學(xué)家們，最近似乎搞清楚了導(dǎo)致電池“縮容”的其中一種機(jī)理，未來有望想出應(yīng)對的策略。在一顆常見的鋰離子可充電電池中，鋰離子可以在陰陽兩極的電解液中穿行，從而產(chǎn)生為設(shè)備供能的電流。而所謂的容量，可簡單理解成電池中(在充放電時(shí))來回跑的鋰離子體積。

當(dāng)錳離子(上圖灰色)被從電池的陰極(藍(lán)色區(qū)域)剝離時(shí)，就會與電池陽極(金色區(qū)域)附近的電解液發(fā)生反應(yīng)，并捕獲鋰離子(上圖綠黃色)。

美國能源部的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，組成電池電極的材料經(jīng)常會破裂分解，使得某些金屬離子(這里特指錳元素)可以自由浮動并跑到相反的電極那，然后困陷住鋰離子。

隨著時(shí)間的推移，越來越多的鋰離子不能投入正常工作(被鎖住)，電池的容量也因此而逐漸降低，最終導(dǎo)致無法繼續(xù)提供理想的續(xù)航時(shí)間。

研究論文合著者 Daniel Abraham 解釋到：“這與電極上錳元素的‘管理’、以及被‘困住’的鋰離子數(shù)量有著嚴(yán)格的相關(guān)性。不過現(xiàn)在，我們已經(jīng)知曉了幕后的這種機(jī)制，將來會找到辦法去克服它”。