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什么驱动了可充电电池衰减?

电源
WinterIsComing (31822)发表于 2022年05月05日 14时38分 星期四
来自蒸汽歌剧
可充电锂离子电池经过足够多的充电和再充电循环后最终会报废。美国研究人员发现,电池衰减背后的因素实际上会随时间而变化。研究报告发表在《科学》杂志上。研究人员使用计算机视觉技术,研究构成电池电极的单个粒子如何随着时间的推移而分解。在经历了 10 或 50 个充电周期后,他们使用 X 射线断层扫描重建了阴极的 3 D图像。他们将这些 3D 图片切割成一系列 2D 切片,并使用计算机视觉方法来识别粒子。最后他们确定了 2000 多个单独的粒子,为此他们不仅计算了单个粒子的特征,例如大小、形状和表面粗糙度,还计算了更多的全局特征,例如粒子彼此直接接触的频率以及粒子形状的变化程度。研究人员接着发现了一个引人注目的模式:在 10 次充电循环后,最大的因素是单个粒子的特性,包括粒子的球形程度以及粒子体积与表面积的比率。然而在 50 个循环之后,配对和组属性推动了粒子分解。研究人员表示,这不再只是粒子本身,重要的是粒子—粒子相互作用,因为这意味着制造商将可开发控制这些特性的技术。如使用磁场或电场将细长的粒子彼此对齐,新结果表明这将延长电池寿命。