电池寿命短的原因:新研究揭示关键因素

发布时间:2024-9-29 18:22    发布者:eechina
关键词: 电池寿命
可充电锂离子电池无法永久使用。随着时间推移,电池的电荷保持能力逐渐减弱,最终失效。新的研究表明,其中一个原因可能是氢原子。

美国斯坦福大学的研究人员在《科学》(Science)杂志上发表研究指出,不受欢迎的氢质子占据了电池正极的分子空隙,导致能储存带电锂离子的空间减少,而正是这些锂离子维持电池反应性并帮助导电。

这项研究发现,当电池电解质(本应运输锂离子)无意间将氢释放到正极或负极时,会引发不希望发生的化学反应。这“引发了各种各样的问题”,降低电池容量和寿命。

过去,电池能量损失的解释多集中于锂离子的运动,但由于氢原子体积小且难以观测,因此研究较少。为了解氢的作用,研究人员将电解液中的氢换成了较重的同位素氘,并利用高功率X射线和质谱技术追踪氘的运动。研究表明,氢是导致电池负极电荷损失的“主导因素”。

这项研究加深了对电池内部复杂化学反应的理解,提示了通过调整电池成分来延长电池寿命的可能方法。然而,该研究仅评估了一种电池类型,后续还需进一步验证其他类型电池的适用性。

《科学通讯》网站(www.sciencenews.org

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