當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

研究人員實(shí)時觀察鋰離子的運(yùn)動狀況 以提高電動汽車電池材料的性能

時間:2022-10-19 09:04來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點(diǎn)擊: 次
       研究人員發(fā)現(xiàn)，在下一代電池材料中，鋰離子的不規(guī)則運(yùn)動可能降低電池容量，并影響性能。據(jù)外媒報道，在劍橋大學(xué)（University of Cambridge）研究人員的領(lǐng)導(dǎo)下，該團(tuán)隊在富有前景的新型電池材料中實(shí)時跟蹤了鋰離子的運(yùn)動狀況。
 
       以往有觀點(diǎn)認(rèn)為，在電池材料中，單個活性粒子中的鋰離子存儲機(jī)制是均勻的。然而，在此項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在充放電循環(huán)中鋰的存儲并不均勻。當(dāng)電池的放電循環(huán)快要結(jié)束時，活性粒子的表面達(dá)到鋰飽和，其核心則缺乏鋰。這會導(dǎo)致可重復(fù)使用的鋰減少，以及電池容量下降。
 
       鋰離子電池具有高能量密度，廣泛應(yīng)用于電動汽車。然而，出于對更長續(xù)航里程和更快充電時間的需求，需要改進(jìn)目前的電池材料，以及找到新的材料。這項研究將有助于改善現(xiàn)有電池材料，并加速開發(fā)下一代電池。
 
       目前，作為領(lǐng)先的正極材料，層狀富鎳鋰氧化物廣泛應(yīng)用于高端電動汽車。然而，其運(yùn)行機(jī)制，尤其是在實(shí)際操作環(huán)境中的鋰離子傳輸，以及這與其電化學(xué)性能之間的聯(lián)系，尚未完全明了。因此，這些材料還無法充分發(fā)揮其性能潛力。
 
       在電池運(yùn)行過程中，通過顯微鏡跟蹤光與活性粒子的相互作用。研究人員發(fā)現(xiàn)，在充放電循環(huán)過程中，富鎳錳鈷氧化物（NMC）中的鋰存儲存在明顯差異。劍橋大學(xué)化學(xué)系的研究人員Alice Merryweather表示：“這是首次在單個粒子直接觀察到不均勻的鋰存儲。這類實(shí)時技術(shù)發(fā)揮了重要作用，因此可以在電池循環(huán)期間獲得新發(fā)現(xiàn)。”
 
       研究人員結(jié)合實(shí)驗觀察與計算機(jī)建模發(fā)現(xiàn)，這種不均勻性來源于充放電循環(huán)期間NMC中的鋰擴(kuò)散速度發(fā)生了巨大變化。具體地說，鋰離子在完全鋰化的NMC顆粒中擴(kuò)散緩慢。然而，一旦從這些顆粒中提取一些鋰離子，擴(kuò)散速度就會明顯加快。劍橋大學(xué)工程學(xué)系的Shrinidhi Pandurangi博士表示：“通過這種模型，可以了解在充電早期階段鋰離子在NMC中的擴(kuò)散變化范圍。該模型可準(zhǔn)確地預(yù)測鋰分布，并獲得在實(shí)驗中觀察到的非均勻性的程度。這些預(yù)測結(jié)果非常關(guān)鍵，有助于了解其他電池的退化機(jī)制，比如粒子斷裂。”
 
       在第一次充放電循環(huán)后，富鎳正極材料通常會損失約10%的容量。在放電結(jié)束時觀測到的非均勻性鋰，提供了其中的原因之一。該研究的第一作者之一、上�？萍即髮W(xué)（ShanghaiTech University）的徐超博士在劍橋大學(xué)期間完成了這項研究。他表示：“這一發(fā)現(xiàn)具有重要意義。因為判斷電池是否應(yīng)該退役的一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是，電池容量下降20%。”
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 電動汽車 電池材料 鋰離子
作者：Elisha ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://jzr14e.cn/qianyan//2022101940377.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個人觀點(diǎn)，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進(jìn)行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號