日本确定锂离子电池树突形成时间 有助于制成不起火的安全电池

盖世汽车的锂离子电池是一种非常常见的可充电电池，具有多种功能，可应用于手机和汽车等各种电子设备。然而，它也有缺点，因为与锂离子电池相关的频繁点火事件引发了人们对其安全性的担忧。现在，科学家们已经了解到，火灾可能是由使用损坏或未经授权的充电器引起的。通常，充电器使用不当和电池过度充电会导致电池负极上形成一种称为“锂枝晶”的尖端结构，这种结构会穿透负极和正极之间的屏障，导致电池短路。因此，准确了解这种枝晶是如何形成的，对于提高锂离子电池的安全性至关重要。

图片来源：外媒报道，日本冈山大学的科学家在副教授后藤和马的带领下，在了解树枝状物是如何形成的方面迈出了重要一步。他们研究了锂离子电池中树枝状物形成的确切机制，并克服了这些限制，从而使锂离子电池能够更好地应用于实际应用。先前关于理解锂枝晶形成过程的研究在一定程度上是成功的：研究表明，当电池过充电时，枝晶在电池循环的过度锂化阶段形成。然而，这样的实验是在实际的电化学环境之外进行的，因此没有发现枝晶形成的确切时间。在这项研究中，后藤博士和他的团队决定克服这一限制。他们认为，通过使用原位方法和应用一种名为核磁共振的分析技术，可以准确跟踪材料内部结构中的锂原子，而使用非原位方法是不可行的。使用这种方法，该团队成功地观察到了石墨电极和硬碳电极在锂离子电池过度锂化阶段的过度充电状态。在这项新的研究中，研究人员观察了这种电极在锂化和脱锂过程中的状态。核磁共振分析有助于研究人员追踪树枝状物开始形成和锂开始沉积在过充电电池上的确切时间。在石墨电极中，研究人员发现，锂枝晶是在电极完全锂化后不久形成的。在硬碳电极中，研究人员观察到，只有当准金属锂簇出现在硬碳的孔隙中时，才会形成枝晶。因此，研究人员推测，当电池过充电时，准金属锂簇的形成对锂枝晶的形成起到缓冲作用。他们甚至对钠离子电池进行了同样的分析，并发现了类似的结果。后藤博士解释道：“我们发现，一些具有内部孔隙的碳材料可以缓冲电池过度充电过程中锂和钠枝晶的沉积，这对确保锂离子和钠离子电池的安全至关重要。”后藤博士和他的团队揭示了锂离子和纳离子电池中枝晶的形成机制，为确保电池安全提供了有用的见解。事实上，这些科学家乐观地认为，这些发现未来可以应用于其他类型的可充电电池。后藤博士说：“我们的发现不仅可以应用于锂离子和钠离子电池，还可以应用于下一代二次电池，如全固态电池

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