科学家找到锂电池寿命变短原因

美国科学家在最新一期《科学进展》上发表的一篇论文中说，锂离子电池中锂离子的浓度将会波动，这解释了锂离子电池寿命较短的原因，预计将有助于开发充电速度更快、待机时间更长的电池。

由美国能源部布鲁克海文国家实验室领导的一个研究小组最近发现，当电池产生电流时，如果电池的电极是由纳米粒子制成的，那么纳米粒子某些区域的锂离子浓度会先增加后减少，而不是以前认为的浓度会继续增加。

晶格是一种晶体中的粒子按照一定的几何图形排列的结构。锂离子电池的工作原理是锂离子在正负晶格间移动。充电时，锂离子从正极流向负极，放电时则相反。

领导这项研究的布鲁克海文国家实验室可持续能源技术部的科学家王峰说:“类似于海绵吸水，我们发现纳米颗粒中锂离子的总浓度不断增加。”。"但与水不同，锂离子选择性地流出某些区域，导致晶格间锂离子浓度不一致."

研究人员指出，在锂离子进入晶格之前，晶格的结构非常均匀。一旦锂离子进入，晶格就会伸展。当锂离子流出时，晶格再次收缩。锂离子的不均匀运动可能会导致永久损坏，因为它会使电池中的活性成分的结构变形，并可能导致电池的疲劳失效。

研究人员推测，这种现象也可能发生在其他高性能电池化学品中，研究结果可能有助于开发充电时间更短、待机时间更长的电池。