研究人员发现电动汽车电池的新降解机制

即使是最先进的“富镍”电池材料，在长时间使用后也会出现疲劳和无法完全充电的情况。据外媒报道，剑桥大学、利物浦大学和钻石光源的研究人员已经确定了其中一个原因，并为开发提高电池寿命的新策略打开了大门。

图片来源：为了应对气候变化，许多国家在CAM官方网站上宣布了到2050年用电动汽车取代汽油或柴油动力汽车的计划。未来，锂离子电池可能会主导电动汽车市场。对于这些电池，目前最先进的阴极材料是富含镍的锂过渡金属氧化物。目前，大多数电动汽车电池的正极材料都含有大量的钴。钴具有很高的放射性，会造成严重的环境污染。研究人员正试图用更实用的镍来代替钴。然而，以目前的技术水平来看，富镍材料的降解速度相对较快。为了在电动汽车等领域实现商业应用，还需要进一步的技术改进。为了实时监测电池材料的变化，研究人员利用激光技术设计了一种新的硬币电池，也称为纽扣电池。剑桥大学化学系的主要研究员徐超博士表示，“这一设计为研究各种电池化学物质在长期循环过程中的降解机制提供了新的可能性。”在研究过程中，研究人员发现，在反复充电和放电后，电池的一些正极材料变得疲劳，并且疲劳材料的数量随着循环次数而增加。研究人员在原子水平上深入研究这些材料的结构，以探索电池疲劳的真正原因。为了充分发挥功能，电池材料需要随着锂离子的进入和退出而膨胀和收缩。经过长期使用，我们发现材料表面的原子会重新排列，形成无法再储存能量的新结构。更糟糕的是，这些表面重建区域显然是用来固定其他材料并防止其收缩的木桩，从而阻止电池达到完全充电状态。结果是锂被捕获在晶格中，并且这种疲劳材料可以保持较少的电荷。这项研究由剑桥大学化学系的Clare P Grey教授领导，并得到法拉第研究所降解项目的支持。基于这些发现，研究人员正在寻找有效的策略，如保护涂层和功能性电解质添加剂，以减缓降解过程并延长电池寿命。

标签：发现

汽车资讯热门资讯