發(fā)表在自然材料的研究已進(jìn)行了解釋為什么鋰離子電池隨著時(shí)間的推移和建議，制造商重新思考設(shè)計(jì)，以提高效率和壽命。

斯坦福大學(xué)，巴斯大學(xué)(如圖)和麻省理工學(xué)院的研究人員利用斯坦福大學(xué)的Slac國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)離子鋰通過電池的運(yùn)動(dòng)。

該研究描繪了功率如何在帶負(fù)電的電極，帶正電的電極和其間的隔板之間流動(dòng)，從而產(chǎn)生鋰離子通過的高能量和低能量區(qū)域。

他們說，他們發(fā)現(xiàn)人們普遍認(rèn)為鋰離子電池的工作原理是不正確的。

其中一個(gè)問題可能是對(duì)鋰電池內(nèi)部鋰化合物運(yùn)動(dòng)的了解知之甚少，尤其是因?yàn)橹钡阶罱拍芸吹郊{米尺度的離子。

它們不是帶電粒子在電池內(nèi)部以單一均勻的方向流動(dòng)，而是以隨機(jī)的方式來回移動(dòng)。

斯坦福大學(xué)材料科學(xué)專家William Chueh博士表示，鋰電池的制作過程非常糟糕，導(dǎo)致鋰電池成為電池的熱點(diǎn)?？紤]到有害的熱量，這會(huì)損壞電池，降低其存儲(chǔ)容量。

該團(tuán)隊(duì)表示，該研究可用于制造持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的電池并保持充電而不會(huì)損壞電池的使用壽命。

“我們使用來自加速器的非常強(qiáng)大的X射線，我們正在使用這些X射線來觀察這些單獨(dú)的納米顆粒，”Chueh告訴媒體。“我們最初的期望是鋰只在某些方向上移動(dòng)。我們實(shí)際看到鋰的走向是不應(yīng)該移動(dòng)的方向。“

Chueh說，之前的理論沒有說明液體如何與固體相互作用。

研究人員表示，這項(xiàng)研究可以應(yīng)用于電動(dòng)汽車的大規(guī)模生產(chǎn)，并可以延長(zhǎng)數(shù)十億件小工具的使用壽命。

他們相信通過改變傳輸路徑并允許設(shè)計(jì)更耐用的電池，他們將能夠修復(fù)電池設(shè)計(jì)中的缺陷。

Chueh說：“以前的模型并沒有真正解釋液體如何與固體相互作用。有點(diǎn)像太空，我們考慮粒子在真空中的表現(xiàn)。但電池不能在真空中運(yùn)行 - 它在液體中運(yùn)行。“