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电池“呼吸”时就会失去电量
了解退化是迈向更持久电池的一步。《电池在“呼吸”时失去电荷》一文首先出现在 UT Austin News - 德克萨斯大学奥斯汀分校。
来源:德克萨斯大学德克萨斯州奥斯汀——研究人员发现了用于为智能手机和电动汽车等各种设备提供动力的电池会随着时间的推移而老化的一个关键原因，这是朝着制造更快、更可靠和更持久的电池迈出的关键一步。
来自德克萨斯大学奥斯汀分校、东北大学、斯坦福大学和阿贡国家实验室的研究团队发现，每次充放电循环都会导致电池膨胀和收缩，类似于人类的呼吸。这种作用会导致电池组件发生微小的变形，从而对电池造成压力，并随着时间的推移而削弱电池的性能。这种现象被称为“化学机械退化”，会导致性能和寿命降低。
这些发现为困扰全世界科学家和工程师的问题提供了新的线索。
“电池的每一次‘呼吸’，都存在一定程度的不可逆性，”科克雷尔工程学院沃克机械工程系和德克萨斯材料研究所的副教授、发表在《科学》杂志上的这项研究的负责人 Yijin Liu 说。 “这种效应会随着时间的推移而累积，最终导致细胞失效。”
关键发现之一是“应变级联”的识别——一种链式反应，其中应力在电极的一个部分累积并扩散到邻近区域。电池中数十万个粒子的独特性质和不可预测的运动导致了这种压力。
“我们能够看到每个粒子在电化学应力下的表现都不同，”东北大学机械与工业工程助理教授、合著者之一 Juner Zhu 说。 “有些粒子快速移动，就像天空中的流星，而另一些则保持相对稳定。这种不均匀的行为会产生局部应力，可能导致裂缝和其他损坏。”