科学家发现：钠电池容量下降的原因在于意外存在的氢

(来源:UCSB官网)在我们的日常生活中，我们的手机、笔记本电脑、混合动力汽车、电动汽车都离不开电池，电池为我们提供动力。目前，市场上最常用的锂离子电池，然而，剂量的增加可能会导致锂的短缺，增加生产成本。钠离子电池作为一种潜在的替代品，越来越受到人们的关注。这种电池性能良好，金属钠价格低廉，储量丰富。但是钠离子电池的使用寿命比锂离子电池短。据国外媒体报道，加州大学圣巴巴拉分校的计算材料科学家克里斯·范·德·沃勒(Chris Van de Walle)等人发现，钠电池容量下降的原因是电池中意想不到的氢导致电池电极退化。“在阴极材料的制造过程中，通常会产生氢气，它也可以从周围的环境或电解液中吸收，”研究人员说。“众所周知，氢会强烈影响电子材料的性能，二氧化锰钠(NaMnO2)是钠离子电池中常见的正极材料。我们很好奇氢气对NaMnO2的影响。”为了研究这个问题，研究人员利用计算技术来预测杂质对材料结构的影响和化学效应。堪萨斯大学的Peelaers教授说，关键的发现是:“我们很快意识到，氢可以很容易地穿透材料，从连接材料的氧化锰骨架中释放出锰原子。而且锰的去除是不可逆的，会降低电池容量，最终导致电池退化。”这些研究是由加州大学圣巴巴拉分校Van De Walle的计算材料小组进行的。范德华勒说:“早期的研究表明，锰的流失可能发生在电解质的界面，或者与相变有关，但真正的触发因素尚未确定。新的研究结果表明，只要有氢，材料中的任何地方都可能发生锰流失。氢由于体积小，反应性强，是材料中常见的污染物。现在，它的有害影响已经被标记出来，我们可以采取措施防止氢在电池制造和封装过程中渗透，从而提高电池性能。事实上，研究人员怀疑，即使是普通的锂离子电池也可能会受到意想不到的氢的不利影响。锂离子电池的问题少是因为制备方法成熟，还是锂电池的抗氢能力更强，目前还不清楚，这将是未来的一个研究领域。

(来源:UCSB官网)在我们的日常生活中，我们的手机、笔记本电脑、混合动力汽车、电动汽车都离不开电池，电池为我们提供动力。目前，市场上最常用的锂离子电池，然而，剂量的增加可能会导致锂的短缺，增加生产成本。钠离子电池作为一种潜在的替代品，越来越受到人们的关注。这种电池性能良好，金属钠价格低廉，储量丰富。但是钠离子电池的使用寿命比锂离子电池短。据国外媒体报道，加州大学圣巴巴拉分校的计算材料科学家克里斯·范·德·沃勒(Chris Van de Walle)等人发现，钠电池容量下降的原因是电池中意想不到的氢导致电池电极退化。“在阴极材料的制造过程中，通常会产生氢气，它也可以从周围的环境或电解液中吸收，”研究人员说。“众所周知，氢会强烈影响电子材料的性能，二氧化锰钠(NaMnO2)是钠离子电池中常见的正极材料。我们很好奇氢气对NaMnO2的影响。”为了研究这个问题，研究人员利用计算技术来预测杂质对材料结构的影响和化学效应。堪萨斯大学的Peelaers教授说，关键的发现是:“我们很快意识到，氢可以很容易地穿透材料，从连接材料的氧化锰骨架中释放出锰原子。此外……锰的去除是不可逆的，会降低电池容量，最终导致电池劣化。这些研究是由加州大学圣巴巴拉分校范德瓦尔的计算材料小组进行的。范德华勒说:“早期的研究表明，锰的流失可能发生在电解质的界面，或者与相变有关，但真正的触发因素尚未确定。新的研究结果表明，只要有氢，材料中的任何地方都可能发生锰流失。氢由于体积小，反应性强，是材料中常见的污染物。现在，它的有害影响已经被标记出来，我们可以采取措施防止氢在电池制造和封装过程中渗透，从而提高电池性能。事实上，研究人员怀疑，即使是普通的锂离子电池也可能会受到意想不到的氢的不利影响。锂离子电池的问题少是因为制备方法成熟，还是锂电池的抗氢能力更强，目前还不清楚，这将是未来的一个研究领域。

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