锂电池内部的微小运动

电池中离子运动的示例（T Karcher BY CC 3.0 未移植）

人们总是很容易认为电池内部发生的事情是完全静态的。好吧，除了那些来回呼呼的无数离子之外，但这些微小的东西真的很重要吗？阿贡国家实验室的科学家们改变了这种模式，他们使用尖端的 X 射线工具来观察手术细胞的内部。你明白了，他们发现锂电池内部有微小的运动！

锂电池组件的微小运动

“能够将这些运动可视化真是令人兴奋，”阿贡国家实验室的高级材料科学家丹尼尔亚伯拉罕说。化学科学与工程部的研究作者继续说道：“其他研究人员此前曾猜测这些运动会发生。但他们无法如此详细地展示它们。”

研究作者的团队着手了解阻碍锂离子电池进步的两大挑战。

• 首先，这些电池在充电和再充电过程中如何膨胀和收缩。
• 第二个问题是为什么有害物质会积聚在锂电池阳极上。

该视频是他们在观察正在运行的电池内部时看到的锂电池内部微小运动的真实实时视图：

 

阿贡研究中心的特别关注点

阿贡国家实验室的团队观察了正在运行的电池内部阳极、阴极和隔膜的微小运动。现在，隔膜是电极之间的多孔层，可防止电极接触。

他们已经了解了锂离子在充电过程中如何沉积在阳极上，然后阳极膨胀。以及放电过程中该过程如何逆转。然而，他们现在更好地了解了残留的永久性涂层如何积累，从而缩短电池的日历寿命。

EurekAlert 回顾了该研究并评论道：“X 射线技术还有其他有价值的应用。它可以识别膨胀的电池组件是否过度压缩隔膜。

“这种压缩会导致隔膜的孔隙关闭，减慢甚至阻止锂离子在电极之间的移动。它还可用于确定阴极中的锂浓度梯度。”