据国外媒体报道，来自阿贡国家实验室和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家发现，电动汽车快速充电导致的锂离子电池性能下降还有其他原因，在电池充放电过程中，阳极会发生有趣的化学反应。
(来源:阿贡国家实验室)
相关论文的作者之一、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Saran Pidaparthy表示:“锂离子电池单元的快速充电会降低其能量和动力性能。该论文显示了制备的石墨电极(Gr-AP)和从预先以6 C的速率充电的(放电)电池中取出的电极(Gr-LP)的代表性数据。电化学测量显示，收获的电极容量低于Gr-AP电极的容量，即使在低速率下，它也显示出倾斜的锂化曲线而不是阶梯曲线。”
Pidaparthy还说:“我们研究的意义在于，即使是少量的高速率循环也足以在最接近电解质的石墨畴中引起显著和永久的无序，无论是在颗粒表面还是在内部孔隙中。这种无序会影响锂化动力学，阻止石墨颗粒接受电荷，促进锂电镀。此外，我们还表明，这些结构变化在同一粒子的每个空穴中是高度不均匀的，这是在高速下观察反应的不均匀性的结果。理解和缓解石墨/电解质界面的结构演变对开发锂离子电池非常重要，因为电池可以快速重复充电，在车辆10年的使用寿命内提供可靠的性能。”
锂离子电池的负极通常是由小颗粒组装而成的石墨；在嵌入过程中，锂离子可以嵌入到阳极材料中。如果嵌入正确，电池可以成功充放电。但是，当电池充电过快时，嵌入就变得非常困难。锂离子不能顺利进入石墨，而是聚集在阳极表面顶部，产生可能损坏电池的电镀效应。
阿贡电池科学家丹尼尔·亚伯拉罕(Daniel Abraham)表示:“电镀是快速充电过程中电池性能受损的主要原因之一。在给电池快速充电时，我们发现除了阳极表面的涂层，还有反应产物堆积在电极孔中。”所以阳极本身会发生一定程度的不可逆膨胀，损害电池的性能。
通过使用扫描电子纳米衍射技术，研究人员观察到石墨颗粒的另一个显著变化，即在原子层中，由于反复快速充电，颗粒边缘的石墨原子晶格发生扭曲，阻碍了嵌入过程。
亚伯拉罕说:“我们看到石墨中的原子网络会被扭曲，从而阻止锂离子在粒子内部找到“家”，而是镀在粒子上。电池充电越快，阳极的原子顺序就会越混乱，最终会阻止锂离子来回移动。
因此，寻找一种合适的方法来防止这种组织损失或以某种方式对石墨颗粒进行改性，使锂离子更有效地嵌入，是非常重要的。“据国外媒体报道，来自阿贡国家实验室和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家发现，电动汽车快速充电导致的锂离子电池性能下降还有其他原因，电池充放电过程中阳极会发生有趣的化学反应。
(来源:阿贡国家实验室)
相关论文的作者之一、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Saran Pidaparthy表示:“锂离子电池单元的快速充电会降低其能量和动力性能。该论文显示了制备的石墨电极(Gr-AP)和从预先以6 C的速率充电的(放电)电池中取出的电极(Gr-LP)的代表性数据。电化学测量显示，收获的电极容量低于Gr-AP电极的容量，即使在低速率下，它也显示出倾斜的锂化曲线而不是阶梯曲线。”
Pidaparthy还说:“我们研究的意义在于，即使是少量的高速率循环也足以在最接近电解质的石墨畴中引起显著和永久的无序，无论是在颗粒表面还是在内部孔隙中。这种无序会影响锂化动力学，阻止石墨颗粒接受电荷，促进锂电镀。此外，我们还表明，这些结构变化在同一粒子的每个空穴中是高度不均匀的，这是在高速下观察反应的不均匀性的结果。理解和缓解石墨/电解质界面的结构演变对开发锂离子电池非常重要，因为电池可以快速重复充电，在车辆10年的使用寿命内提供可靠的性能。”
锂离子电池的负极通常是由小颗粒组装而成的石墨；在嵌入过程中，锂离子可以嵌入到阳极材料中。如果嵌入正确，电池可以成功充放电。但是，当电池充电过快时，嵌入就变得非常困难。锂离子不能顺利进入石墨，而是聚集在阳极表面顶部，产生可能损坏电池的电镀效应。
阿贡电池科学家丹尼尔·亚伯拉罕(Daniel Abraham)表示:“电镀是快速充电过程中电池性能受损的主要原因之一。在给电池快速充电时，我们发现除了阳极表面的涂层，还有反应产物堆积在电极孔中。”所以阳极本身会发生一定程度的不可逆膨胀，损害电池的性能。
通过使用扫描电子纳米衍射技术，研究人员观察到石墨颗粒的另一个显著变化，即在原子层中，由于反复快速充电，颗粒边缘的石墨原子晶格发生扭曲，阻碍了嵌入过程。
亚伯拉罕说:“我们看到石墨中的原子网络会被扭曲，从而阻止锂离子在粒子内部找到“家”，而是镀在粒子上。电池充电越快，阳极的原子顺序就会越混乱，最终会阻止锂离子来回移动。
因此，寻找一种合适的方法来防止这种组织损失或以某种方式对石墨颗粒进行改性，使锂离子更有效地嵌入，是非常重要的。"
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