【科学普及】你的手机电池可能正在“漏气”,难怪越来越不耐用

百科   2024-11-12 08:47   江苏  


在最近发表于《科学》的研究中,研究者发现了一个新的可解释锂离子电池自放电的原因——可以说是电池里面在“漏气”,导致阴极活性位点被占?


就算你不用手机,或是电动车停着不动,它们的电量也会慢慢丢失。事实上,所有的充电电池都会发生类似的自放电现象


虽然这是一个正常的过程,那些电池会随着时间推移自然失去电量,但如果锂离子电池自放电过多,就可能导致过度放电,损坏电池的内部结构。这还可能进一步导致永久性的电容量损失(通俗地说就是电池健康下降),影响电池可以承受的充/放电循环次数,从而缩短电池的整体寿命。因此,弄清楚锂离子电池自放电的起因并加以改进,就显得尤为重要。


根据现在流行的说法,这种现象主要与锂离子损失有关,不过仍存在争论。最近,美国科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)的教授迈克尔·F.托尼(Michael F.Toney)与同事却找到了一条新的导致电池自放电并退化的途径,并把结果发表在《科学》(Science)杂志上。


溶剂的诱导


第一款商用锂离子电池,后来其结构不变,仅根据应用改变所用材料。2019年,锂离子电池获得了诺贝尔化学奖。(图片来源:https://www.nobelprize.org/uploads/2019/10/popular-chemistryprize2019.pdf)


自放电可能发生在阴极,也可能在阳极。该研究的科学家关注的是锂离子电池自放电时,阴极发生了什么变化?因为在科学家看来,阴极材料至关重要,因为它决定了电池可以存储多少能量。


另外值得一提的是,锂离子电池的电解质通常使用碳酸酯类作为有机溶剂来溶解锂盐。因此研究者担心,与这些溶剂相接触的阴极材料也会被降解,从而影响电池的循环寿命。


有东西“漏”到了阴极


氢与锂元素的浓度梯度相反。图片来源:原论文


来源:环球科学(ID:huanqiukexue)

龙城科普
弘扬科学精神、普及科学技术、倡导科学方法。是面向公众进行科普学习的移动平台,是市民身边的科普工具。
 最新文章