据外媒报道，包括斯科尔科沃理工学院两名科学家在内的一个国际研究小组通过实验证明，长期以来对锂离子电池低能效的解释是无效的。研究人员认为，这种现象涉及正极中氧和过渡金属原子之间的缓慢电子转移，而不是原子本身的迁移。
目前用于电动汽车和设备的锂离子电池的容量接近具有富锂氧化物正极的类似产品的一半。后者存在效率低的技术问题，因为充电过程中消耗的电力远远超过了电池最终提供的电力。随着时间的推移，特别是在高耗能应用中，功率损耗逐渐累积，使这些类型的电池难以投入商业使用。为了挖掘富锂氧化物正极电池的潜力，研究人员必须了解导致低效率的潜在机制，并准确识别能量损失的方向。之前对这种现象的解释在技术上被称为电压滞后。最近的研究提供了实验证据，否定了以前的内容，并提出了新的理论解释。当锂离子电池充电时，锂离子在两个电极之间移动。当向负极移动时，它们将在正极上留下空间；在周期的另一半，锂离子会随着能量消耗而返回，例如为手机充电。研究人员Anatoly Morozov表示，“在此期间，正极中的一些过渡金属原子可能会暂时侵入空位，然后退出，这会消耗宝贵的能量。电压滞后的旧理论大致相同。”为了验证这一解释，研究人员在Skoltech的先进成像核心设施中，在电池充电和放电循环的不同阶段进行了实验。透射电子显微镜用于监测富锂电池阴极的原子结构。正极由化学式为Li1.17Ti0.33Fe0.5O2的材料制成。然而，没有发现铁或钛原子迁移到锂空位的明显迹象，这表明其他过程正在吸收能量。研究人员Artem Abakumov说， “这一发现促使研究团队从其他地方寻找电压滞后的原因。造成这种现象的不是阳离子的可逆迁移，而是氧原子和过渡金属原子之间的可逆电子转移。当电池充电时，铁中的一些电子被氧原子劫持，然后返回。这种可逆转移过程消耗了一些能量“从电子转移的角度理解电压滞后可能会对缓解这种不良影响产生直接影响，从而使下一代锂离子电池的能量密度达到创纪录的水平，为电动汽车和便携式电子产品提供动力。为了实现下一个目标，化学家可以通过改变阳离子-阴离子共价键r元素周期表的指导和“化学柔软度”的概念电子转移势垒Morozov说， “这证明了先进的透射电子显微镜能够破译极其复杂的局部结构。Skoltech的年轻研究人员可以直接使用像差校正电子显微镜等尖端设备，并有机会接受进一步的培训，这真是令人惊叹。这使我们能够与学术界和工业界的国际同行合作stry为一流的电池研究做出贡献
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