长江学者领衔，博士生一作！清华大学再发Nature Materials！
文摘
2024-11-20 19:30
青海
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锂离子电池（LIBs）是广泛应用于便携式电子设备、电动车辆及可再生能源存储系统的重要电化学能量存储设备。与传统的铅酸电池相比，锂离子电池具有更高的能量密度、更长的循环寿命和更轻的重量等优点。然而，锂离子电池在长期使用过程中存在自放电和化学诱导的机械效应等问题，这些问题会导致电池电压和容量的逐渐衰减，从而限制了其性能和可靠性。这些挑战引发了对电池材料和机制的新研究需求，以提高电池的使用寿命和性能。近日，清华大学化学系段炼教授、张东东助理研究员在锂离子电池的自放电机制研究中取得了重要进展。该团队通过一系列实验表面表征方法和理论计算，研究了高镍含量正极的表面镍还原与体相的关系。他们发现，自放电的主要原因是质子插入到充电正极中，这一过程是由电解质分解触发的。这一机制基于表面氢化反应，与传统的基于锂从电解质扩散到正极的自放电模型存在显著不同。通过这种新的氢化机制，研究团队显著提高了对锂离子电池自放电现象的理解，揭示了氢转移对去锂化正极的影响，及其对电池性能和日历寿命的潜在影响。这项研究为优化锂离子电池的设计和改进电池的长期稳定性提供了新的理论依据和技术路径。团队成员的清华大学化学系黄天宇博士为论文第一作者，段炼教授、张东东助理研究员为论文共同通讯作者。
