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科学家刚刚发现了一个隐藏的电池寿命杀手,修复方法非常简单
一个简单的调整就可以显着延长锂离子电池的使用寿命。
来源:ZME科学当它是新的时,您的手机或电动汽车中的电池工作得很好。它可以顺利地进行充电、放电和充电。但几个月或几年后,电池电量就会减弱。充电不会持续。射程缩短。长期以来,科学家们一直将这种老化与一系列压力联系起来——热量、快速充电、重复的完整循环,尤其是充电过程中的高电压。
现在,韩国的一个科学家团队在一类重要的锂离子电池中发现了一种无声的破坏者,并且他们发现了一种令人惊讶的简单方法来阻止它。
为什么你不应该经常让电池电量降至 0%
多年来,研究人员认为电池阴极(一种储存和释放锂离子的材料)的表面主要在高电压下降解。在充电过程中,阴极失去锂并变得不稳定,导致结构崩溃并释放氧气。这个过程将材料从原来的层状结构转变为更加无序的岩盐状相。就像一堵砖墙变成了一堆砾石。
这种退化会阻碍锂离子的流动,逐渐降低电池的性能。
但由浦项科技大学的 Jihyun Hong 和成均馆大学的 Jongsoon Kim 领导的这项新研究表明,这种结构崩溃也可能反向发生——在放电过程中,甚至当电压保持在 3.0 伏以下时。
研究人员结合先进的显微镜、光谱学和计算机模拟,研究了电动汽车中常用的商业层状阴极材料,如 NMC622 和 NMC811(NMC 代表镍锰钴)。他们以半电池和全电池配置循环使用这些材料,同时改变放电截止电压——电池在再次充电之前允许达到的最低电压。
令人惊讶的是,放电电压越低,电池退化越快。其中阴极颗粒表面的损伤最为严重。
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