众所周知，锂离子电池在寒冷天气下表现不佳。这将对一些重要的应用产生影响，比如在威斯康星州的冬天启动电动汽车，在火星上控制无人机。据国外媒体报道，能源部SLAC国家加速器实验室发现，在这个问题中有一个被忽视的方面:当锂离子电池储存在零摄氏度以下的环境中时，电池的某些部分会开裂并与周围的材料分离，从而降低储电能力。
(来源:SLAC)
研究人员刘一进和观察了阴极在寒冷天气下的性能，发现了这一点。当电池运行时，电子会流入正极部分。最初的研究发现，与储存在更温暖的环境中的电池相比，将正极储存在零摄氏度以下会导致电池在充电100次后损失超过5%的容量。
为了了解其中的原因，研究人员将斯坦福同步加速器辐射源的X射线分析方法与李在过去几年中一直在研究的机器学习技术结合起来。通过这种组合，可以识别单个正电极颗粒。这意味着该团队可以同时研究成千上万个粒子，只有少数粒子可以用眼睛识别。
总的来说，通过这些方法，我们可以看到，低温是使正极中的肉丸子状颗粒收缩，在这个过程中使其开裂，或者加重了已经存在的裂纹。此外，由于材料在温度变化时会以不同的方式膨胀和收缩，极冷也会使阳极与周围的材料分离。
研究结果指出了一些可能的解决方案。科学家可以通过寻找能够更好适应温度的材料来解决材料分离的问题。由于所有的电池都会热胀冷缩，所以对其他电池也会有帮助。通过在电池中设计不同的颗粒结构，特别是更光滑、更不像肉丸的颗粒，将有助于防止材料开裂，提高锂离子电池的长期容量。众所周知，锂离子电池在寒冷天气下表现不佳。这将对一些重要的应用产生影响，比如在威斯康星州的冬天启动电动汽车，在火星上控制无人机。据国外媒体报道，能源部SLAC国家加速器实验室发现，在这个问题中有一个被忽视的方面:当锂离子电池储存在零摄氏度以下的环境中时，电池的某些部分会开裂并与周围的材料分离，从而降低储电能力。
(来源:SLAC)
研究人员刘一进和观察了阴极在寒冷天气下的性能，发现了这一点。当电池运行时，电子会流入正极部分。最初的研究发现，与储存在更温暖的环境中的电池相比，将正极储存在零摄氏度以下会导致电池在充电100次后损失超过5%的容量。
为了了解其中的原因，研究人员将斯坦福同步加速器辐射源的X射线分析方法与李在过去几年中一直在研究的机器学习技术结合起来。通过这种组合，可以识别单个正电极颗粒。这意味着该团队可以同时研究成千上万个粒子，只有少数粒子可以用眼睛识别。
总的来说，通过这些方法，我们可以看到，低温是使正极中的肉丸子状颗粒收缩，在这个过程中使其开裂，或者加重了已经存在的裂纹。此外，由于材料在温度变化时会以不同的方式膨胀和收缩，极冷也会使阳极与周围的材料分离。
研究结果指出了一些可能的解决方案。科学家可以通过寻找能够更好适应温度的材料来解决材料分离的问题。由于所有的电池都会热胀冷缩，所以对其他电池也会有帮助。通过在电池中设计不同的颗粒结构，特别是更光滑、更不像肉丸的颗粒，将有助于防止材料开裂，提高锂离子电池的长期容量。
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