盖世汽车讯研究人员一直在努力制造可靠的锂金属电池。与锂离子电池相比，这种高性能储能电池可以存储50%以上的能量。但这种电池容易失效，存在爆炸易燃的安全问题，影响其商用。研究人员对此提出了许多原因，但直接证据相对较少。
(来源:桑迪亚国家实验室)
据国外媒体报道，首批在完整锂金属纽扣电池中拍摄的纳米级图片挑战了现有的主流理论，这将有助于未来制造高性能电池，使电动汽车更安全、更强大、更持久。
桑迪亚国家实验室的电池科学家凯蒂·哈里森(Katie Harrison)带领团队进行了这项研究，以提高锂金属电池的性能。哈里森说:“我们发现应该使用针对锂金属调整过的隔膜材料。”
最近，桑迪亚的研究人员与赛默飞世尔科技公司、俄勒冈大学和劳伦斯伯克利国家实验室合作报告了这些图像。这项研究是由桑迪亚实验室指导的研究和发展计划和能源部资助的。
由于内部副产物的积累而损坏电池
研究人员利用电动汽车充电所需的高密度电流，对锂纽扣电池进行反复充放电。有些电池只进行几个周期，而另一些则经历数百个周期。然后，这些电池被送往俄勒冈州希尔斯伯勒的赛默飞世尔科技公司进行分析。
当研究人员查看电池内部的图像时，他们认为他们会在电池表面发现针状的锂沉积物。大多数电池研究人员认为，重复循环后形成的锂尖峰会穿过正负极之间的塑料隔板，从而形成导致短路的桥梁。然而，锂是一种软金属，它是如何通过分离器的，研究人员尚不清楚。
令人惊讶的是，研究小组发现了第二个罪魁祸首，即电池内部化学反应产生的副产物会形成坚硬的沉积物。每当电池充电时，这些称为固体电解质界面膜的副产品就会积累起来。它覆盖了锂，并在隔膜中形成了一个小孔，为金属沉积物扩散提供了开口，最终导致短路。总的来说，锂沉积物和副产品的危害比以前认为的要大得多，它们的作用更像吹雪机而不是针。哈里森说:“隔板被彻底破坏了。”而且这种机制只会在电动汽车技术要求快充电速率时才会出现，而在较慢的充电速率下则不会发现这种情况。
桑迪亚的研究人员计划改变隔断材料。然而，需要进一步研究以减少副产品的产生。
科学家将激光和人体冷冻结合起来拍照。
很难找出钮扣电池失效的原因。问题出在它的不锈钢外壳上。因为金属外壳限制了外部诊断手段，比如x光。对于用于分析的电池部分，不需要使用外部方法撕开电池层，内部可能存在的任何证据都不会被破坏。桑迪亚国家实验室集成纳米技术中心的纳米级成像科学家凯蒂·荣格约翰(Katie Jungjohann)说:“我们有各种工具来研究电池的不同成分。然而，我们没有一个工具可以用一个图像解决所有问题。”
Jungjohann和他的同事使用了一种激光可以穿透电池外壳的显微镜。显微镜与样品架相连，样品架用于支撑冻结在零下100摄氏度至零下120摄氏度之间的电解液..激光提供了足够的开口，让狭窄的电子束穿透并反弹回探测器，从而提供了电池内部横截面的高分辨率图像以及所有可以区分不同材料的可用细节。
实际演示仪器是当时美国唯一的此类工具，由位于俄勒冈州的Thermo Fisher Scientific Schell科学实验室开发，目前仍在使用。目前更新后的文案在Sandia，将被广泛使用，帮助解决很多素材和故障分析问题。盖世汽车新闻研究员哈……努力制造可靠的锂金属电池。与锂离子电池相比，这种高性能储能电池可以存储50%以上的能量。但这种电池容易失效，存在爆炸易燃的安全问题，影响其商用。研究人员对此提出了许多原因，但直接证据相对较少。
(来源:桑迪亚国家实验室)
据国外媒体报道，首批在完整锂金属纽扣电池中拍摄的纳米级图片挑战了现有的主流理论，这将有助于未来制造高性能电池，使电动汽车更安全、更强大、更持久。
桑迪亚国家实验室的电池科学家凯蒂·哈里森(Katie Harrison)带领团队进行了这项研究，以提高锂金属电池的性能。哈里森说:“我们发现应该使用针对锂金属调整过的隔膜材料。”
最近，桑迪亚的研究人员与赛默飞世尔科技公司、俄勒冈大学和劳伦斯伯克利国家实验室合作报告了这些图像。这项研究是由桑迪亚实验室指导的研究和发展计划和能源部资助的。
由于内部副产物的积累而损坏电池
研究人员利用电动汽车充电所需的高密度电流，对锂纽扣电池进行反复充放电。有些电池只进行几个周期，而另一些则经历数百个周期。然后，这些电池被送往俄勒冈州希尔斯伯勒的赛默飞世尔科技公司进行分析。
当研究人员查看电池内部的图像时，他们认为他们会在电池表面发现针状的锂沉积物。大多数电池研究人员认为，重复循环后形成的锂尖峰会穿过正负极之间的塑料隔板，从而形成导致短路的桥梁。然而，锂是一种软金属，它是如何通过分离器的，研究人员尚不清楚。
令人惊讶的是，研究小组发现了第二个罪魁祸首，即电池内部化学反应产生的副产物会形成坚硬的沉积物。每当电池充电时，这些称为固体电解质界面膜的副产品就会积累起来。它覆盖了锂，并在隔膜中形成了一个小孔，为金属沉积物扩散提供了开口，最终导致短路。总的来说，锂沉积物和副产品的危害比以前认为的要大得多，它们的作用更像吹雪机而不是针。哈里森说:“隔板被彻底破坏了。”而且这种机制只会在电动汽车技术要求快充电速率时才会出现，而在较慢的充电速率下则不会发现这种情况。
桑迪亚的研究人员计划改变隔断材料。然而，需要进一步研究以减少副产品的产生。
科学家将激光和人体冷冻结合起来拍照。
很难找出钮扣电池失效的原因。问题出在它的不锈钢外壳上。因为金属外壳限制了外部诊断手段，比如x光。对于用于分析的电池部分，不需要使用外部方法撕开电池层，内部可能存在的任何证据都不会被破坏。桑迪亚国家实验室集成纳米技术中心的纳米级成像科学家凯蒂·荣格约翰(Katie Jungjohann)说:“我们有各种工具来研究电池的不同成分。然而，我们没有一个工具可以用一个图像解决所有问题。”
Jungjohann和他的同事使用了一种激光可以穿透电池外壳的显微镜。显微镜与样品架相连，样品架用于支撑冻结在零下100摄氏度至零下120摄氏度之间的电解液..激光提供了足够的开口，让狭窄的电子束穿透并反弹回探测器，从而提供了电池内部横截面的高分辨率图像以及所有可以区分不同材料的可用细节。
实际演示仪器是当时美国唯一的此类工具，由位于俄勒冈州的Thermo Fisher Scientific Schell科学实验室开发，目前仍在使用。目前更新后的文案在Sandia，将被广泛使用，帮助解决很多素材和故障分析问题。
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