為什么電池壽命變短原因有哪些你知道嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-08 19:52
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們知道電池在使用過程當(dāng)中容量會進(jìn)行衰減，但究竟是什么原因使得電池在長期使用之后壽命減少呢？近日美國科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池中的鋰離子濃度會發(fā)生漲落變化，這解釋了鋰離子電池壽命變短的原因，并有望幫助開發(fā)充電更快、待機(jī)時間更久的電池。
由美國能源部布魯克黑文國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團(tuán)隊(duì)近日發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池產(chǎn)生電流時，若電池的電極是由納米粒子制成的，納米粒子部分區(qū)域里的鋰離子濃度會先上升，然后下降，而非此前一直認(rèn)為的濃度會持續(xù)增加。
晶格是晶體內(nèi)部的粒子按一定幾何圖形排列而成的結(jié)構(gòu)。鋰離子電池的工作原理是鋰離子在正負(fù)極晶格間移動，充電時，鋰離子從正極流到負(fù)極，放電時正相反。
“與海綿吸水類似，我們看到納米粒子里鋰離子的總濃度在不斷增加，”主持該研究的布魯克黑文國家實(shí)驗(yàn)室可持續(xù)能源技術(shù)部科學(xué)家王馮說，“但與水不同，鋰離子會選擇性地從某些區(qū)域流出，這造成晶格間鋰離子濃度不一致。”
研究人員指出，鋰離子進(jìn)入晶格前，晶格的結(jié)構(gòu)很均勻，一旦鋰離子進(jìn)入，就會拉伸晶格，當(dāng)鋰離子流出時，晶格又收縮了。鋰離子的不均勻運(yùn)動可能造成持久性損害，原因是它使電池內(nèi)活性成分的結(jié)構(gòu)變形，并可能導(dǎo)致電池疲勞失效。
研究人員推測這種現(xiàn)象也可能發(fā)生在其他高性能電池的化學(xué)物質(zhì)中，該研究結(jié)果可有助于開發(fā)充電時間更短、待機(jī)時間更長的電池。
看完之后你就知道為什么電池壽命變短
其實(shí)鋰離子電池內(nèi)部并不像我們想想的那樣是具有統(tǒng)一性的單晶單元，而更像是大海的海面一樣形成漣漪作用，在充電過程當(dāng)中，納米粒子里的鋰離子總濃度在不斷增加，但是鋰離子會選擇在某些區(qū)域內(nèi)流出，造成晶格間鋰離子濃度不一致的情況。
其實(shí)在鋰離子進(jìn)入到晶格單元之前，晶格結(jié)構(gòu)是比較均勻的，但是當(dāng)鋰離子進(jìn)入到晶格單元的時候，就會拉伸晶格，但當(dāng)鋰離子流出晶格單元時，晶格單元又收縮了，這樣一拉伸，一收縮，在長期充電和放電不均勻的運(yùn)動過程當(dāng)中，晶格單元就產(chǎn)生了疲勞性，久而久之就會對電池造成永久性的損傷，導(dǎo)致內(nèi)部活性分子結(jié)構(gòu)變形。
