近(jin)日(ri)美(mei)國(guo)斯(si)坦(tan)福(fu)大(da)學(xue)進(jin)行(xing)的(de)一(yi)項(xiang)對(dui)鋰(li)電(dian)池(chi)電(dian)極(ji)裏(li)微(wei)小(xiao)粒(li)子(zi)的(de)行(xing)為(wei)研(yan)究(jiu)顯(xian)示(shi)，對(dui)電(dian)池(chi)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)然(ran)後(hou)用(yong)於(yu)高(gao)功(gong)率(lv)快(kuai)速(su)耗(hao)電(dian)的(de)工(gong)作(zuo)對(dui)電(dian)池(chi)的(de)損(sun)傷(shang)可(ke)能(neng)沒(mei)有(you)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)預(yu)想(xiang)的(de)那(na)麼(me)糟(zao)糕(gao)
，而(er)緩(huan)慢(man)充(chong)電(dian)和(he)耗(hao)電(dian)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)益(yi)處(chu)可(ke)能(neng)也(ye)被(bei)過(guo)度(du)誇(kua)大(da)。這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)挑(tiao)戰(zhan)了(le)有(you)關(guan)“超級充電”電池比緩慢充電對電極要求更高的盛行觀點
，來自美國斯坦福大學和美國能源部SLAC國家加速器實驗室斯坦福大學材料與能源科學（SIMES）deyanjiurenyuanzheyangshuodao。tamenhaibiaoshikexuejiamenhuokenengkeyigaibiandianchidianjihuozhegaibianchongdianfangshiyitishengtongyidechongdianhefangdianguocheng
，congeryanchangdianchishouming。

“在充電和放電過程中電極裏發生的化學過程的細節隻是確定電池壽命的眾多因素之一，但這一因素在這項研究之前都尚未被完全理解，”研究高級作者、美國斯坦福大學材料科學和工程學院的助理教授、SIMES的闕宗仰(William Chueh)這樣說道。“我們發現了研究電池老化的新角度。”這些研究結果可以直接應用於很多現代商業鋰電池所使用的氧化物和石墨電極。

 

這項研究被發表在9月14日的期刊《自然材料》上。研究小組還包括來自美國麻省理工學院
、美國Sandia國家實驗室、韓國三星尖端技術研究所和美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究合作者。

 

 

電(dian)池(chi)損(sun)耗(hao)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)便(bian)是(shi)在(zai)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，正(zheng)負(fu)電(dian)極(ji)在(zai)吸(xi)收(shou)和(he)釋(shi)放(fang)電(dian)解(jie)質(zhi)裏(li)的(de)離(li)子(zi)時(shi)自(zi)身(shen)的(de)膨(peng)脹(zhang)和(he)收(shou)縮(suo)。在(zai)這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)裏(li)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)研(yan)究(jiu)了(le)由(you)幾(ji)十(shi)億(yi)個(ge)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)組(zu)成(cheng)的(de)正(zheng)電(dian)極(ji)
，如(ru)果(guo)大(da)多(duo)數(shu)或(huo)者(zhe)全(quan)部(bu)離(li)子(zi)都(dou)活(huo)躍(yue)參(can)與(yu)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)，那(na)麼(me)它(ta)們(men)會(hui)相(xiang)對(dui)統(tong)一(yi)的(de)吸(xi)收(shou)和(he)釋(shi)放(fang)離(li)子(zi)。但(dan)是(shi)如(ru)果(guo)隻(zhi)有(you)少(shao)部(bu)分(fen)粒(li)子(zi)吸(xi)收(shou)了(le)所(suo)有(you)離(li)子(zi)，那(na)麼(me)它(ta)們(men)更(geng)可(ke)能(neng)破(po)裂(lie)和(he)損(sun)壞(huai)


，減(jian)少(shao)電(dian)池(chi)的(de)壽(shou)命(ming)。

 

有you關guan納na米mi粒li子zi的de特te性xing和he行xing為wei

，與yu之zhi前qian的de研yan究jiu產chan生sheng了le互hu相xiang衝chong突tu的de觀guan點dian。為wei了le進jin一yi步bu調tiao查zha真zhen相xiang，研yan究jiu人ren員yuan製zhi造zao了le小xiao型xing硬ying幣bi電dian池chi，利li用yong不bu同tong的de電dian流liu對dui它ta們men進jin行xing不bu同tong時shi長chang的de充chong電dian
，然ran後hou迅xun速su將jiang它ta們men分fen離li並bing衝chong洗xi組zu件jian從cong而er阻zu止zhi充chong電dian/放電過程。隨後科學家們將電極切成非常薄的片並將它們送至伯克利國家實驗室利用高級光源同步加速器的密集的X設線進行檢測。

 

 

“我們一次可以研究上千個電極納米粒子並拍攝充電和放電過程中不同階段的快照
，”研究首席作者

、斯坦福大學的研究生李一洋（Yiyang Li）這樣說道。“這項研究是首項在不同充電和放電條件下對充放電過程進行的詳細全麵調查。”

 

通過利用MITyanfadeyigechengshumoxingfenxishuju，yanjiurenyuanfaxianzaichongdianguochengzhongzhiyoushaobufennamilizixishouheshifanglizi，jishizhegeguochengfashengdefeichangxunsu。dandangdianchifangdianshi

，youqudeshifashengle：隨著放電速率增加超過一定的極限，越來越多粒子開始同步吸收離子，轉變成一個更加統一、sunhaijiaoshaodemoshi。zhebiaomingkexuejiamenkenengkeyiniuqudianjicailiaohuozhezhegeguochengcongerzaibaozhengjiaochangdianchishoumingdeqiantixia
，huozhegengkuaidechongdianhefangdiansulv。

 

julibiaoshi
，jiexialaiyibubianshizaishangbaicishenzhishishangqiancidexunhuanliyunxingdianchidianjicongermonizhenshishijiedeqingkuang。kexuejiamenxiwangnenggoupaishedianchizaichongdianhefangdianguochengzhongdekuaizhao，erfeizhongduanzhegeguochengbingjiang電池組件分離。這應該可以產生更加現實的見解，且這個過程可以在同步加速器裏，例如ALS或者SLACsitanfutongbujiasuqifusheguangyuanlijinxing。lihaibiaoshimuqianyanjiuxiaozuzhengzaiyugongyejiemiqiehezuo，tiaozhazhexiefaxianjiangruheyingyongyuyunshuhedianzixiaofeipinlingyu。

 

這項研究得到了韓國三星尖端技術研究所全球創新拓展項目、斯坦福工程學院和普雷科特能源學院、三星-MIT能源應用的材料設計項目以及美國能源部的資金支持。