据外媒报道，加拿大光源公司(Canadian Light Source)的研究员托比·邦德(Toby Bond)利用X射线帮助设计了一种用于电动汽车的强大电池，以使其续航时间更长。这项研究展示了电池充放电循环如何造成物理损伤，最终导致储能能力下降。这项新工作指出，电池材料中形成的裂缝与携带电荷的重要液体的损失之间存在联系。
(来源:加拿大光源)
研究人员使用萨斯喀彻温大学加拿大光源的脑磁感应断层扫描(BMIT)设备对电池内部进行了详细的ct扫描。这项研究的重点是电动汽车的电池，旨在将更多的能量储存在轻质设备中。邦德说:“一般来说，储存的能量越多，电池退化的速度就越快。”
在锂离子电池中，这是因为随着充电和放电循环，锂离子在两个电极之间来回嵌入和脱嵌。电荷的增加导致物质膨胀；当锂离子离开时，材料会收缩。经过多次循环后，材料中开始形成微裂纹，逐渐降低其保持电荷的能力。“这将导致电池中的材料从内向外断裂。如果损坏到一定程度，电池内部会有部分零件脱落。更严重的，可能会引发安全问题。”
长期以来，该领域一直致力于研究这一问题，以及如何通过涂层等处理方法有效解决这一问题。传统上，人们将电池拆开，在电子显微镜下观察单个颗粒，以研究电池中形成的裂缝。这样做会损坏电池，使研究人员无法保存更大的电池结构，并观察这些裂缝对电池其他部分的影响。
在这项研究中，研究人员在CLS使用X射线成像来探索这些裂缝在特定环境中的影响，并观察它们如何引起电池其余部分的变化。研究人员发现，随着微裂纹越来越严重，电池中的液体会被吸收到裂纹之间的额外空间中，导致剩余液体不足。邦德说:“这是第一次有人在一个工作电池中捕捉到所有这些同时发生的效应。液体电解质的流失会导致严重的问题，因为电池的任何部分如果不能获得足够的液体都会停止工作。”
在研究过程中，研究人员讨论了多年来持续充放电到不同程度的电池，以及其他从未使用过的相同条件的电池。通过收集BMIT明亮聚焦光的3D X射线扫描图像，我们可以清楚地看到使用过程对不同材料的影响，无论是从微观尺度还是整个电池。
研究小组发现，少量的电池损耗小于电池一直放电造成的损失。这大概是因为一定时间内电荷变化越小，对电池电极材料的物理损伤就越小。对于许多新的应用，如长途运输、电动飞机以及使用停放的电动汽车储存能量和向电网传输能量，了解这些影响非常重要。在这些情况下，充电前电池的满容量通常更多。
研究人员表示，随着电动汽车逐渐取代内燃机汽车，了解电池在不同条件下的性能具有重要意义。
1据外媒报道，加拿大光源公司(Canadian Light Source)的研究员托比·邦德(Toby Bond)利用X射线帮助设计了一种用于电动汽车的强大电池，使其寿命更长。这项研究展示了电池充放电循环如何造成物理损伤，最终导致储能能力下降。这项新工作指出，电池材料中形成的裂缝与携带电荷的重要液体的损失之间存在联系。
(来源:加拿大光源)
研究人员使用萨斯喀彻温大学加拿大光源的脑磁感应断层扫描(BMIT)设备对电池内部进行了详细的ct扫描。这项研究的重点是电动汽车的电池，旨在将更多的能量储存在轻质设备中。邦德说:“一般来说，储存的能量越多，电池退化的速度就越快。”
在锂离子电池中，这是因为随着充电和放电循环，锂离子在两个电极之间来回嵌入和脱嵌。电荷的增加导致物质膨胀；当锂离子离开时，材料会收缩。经过多次循环后，材料中开始形成微裂纹，逐渐降低其保持电荷的能力。“这将导致电池中的材料从内向外断裂。如果损坏到一定程度，电池内部会有部分零件脱落。更严重的，可能会引发安全问题。”
长期以来，该领域一直致力于研究这一问题，以及如何通过涂层等处理方法有效解决这一问题。传统上，人们将电池拆开，在电子显微镜下观察单个颗粒，以研究电池中形成的裂缝。这样做会损坏电池，使研究人员无法保存更大的电池结构，并观察这些裂缝对电池其他部分的影响。
在这项研究中，研究人员在CLS使用X射线成像来探索这些裂缝在特定环境中的影响，并观察它们如何引起电池其余部分的变化。研究人员发现，随着微裂纹越来越严重，电池中的液体会被吸收到裂纹之间的额外空间中，导致剩余液体不足。邦德说:“这是第一次有人在一个工作电池中捕捉到所有这些同时发生的效应。液体电解质的流失会导致严重的问题，因为电池的任何部分如果不能获得足够的液体都会停止工作。”
在研究过程中，研究人员讨论了多年来持续充放电到不同程度的电池，以及其他从未使用过的相同条件的电池。通过收集BMIT明亮聚焦光的3D X射线扫描图像，我们可以清楚地看到使用过程对不同材料的影响，无论是从微观尺度还是整个电池。
研究小组发现，少量的电池损耗小于电池一直放电造成的损失。这大概是因为一定时间内电荷变化越小，对电池电极材料的物理损伤就越小。对于许多新的应用，如长途运输、电动飞机以及使用停放的电动汽车储存能量和向电网传输能量，了解这些影响非常重要。在这些情况下，充电前电池的满容量通常更多。
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