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鋰電池結構變化大揭秘

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年12月20日  

鋰電池過快充電可能損害其內部結構,永久降低電池容量。我們或采用LNMO尖晶石來改善這一問題。


熒光分析結果表明,只充幾次電后,電池的內部結構就會明顯受損。


德國電子同步加速器研究所(DESY)研究人員UlrikeBösenberg博士,以及他在DESYX射線同步輻射源的團隊首次直接觀察到了鋰電池的結構變化。研究人員的熒光分析表明,只充幾次電后,電池的內部結構就會明顯受損。


對鋰電池快速充電可能會造成其容量永久性降低,繼而導致部分儲能結構失活。然而,充電比較緩慢的時候,這樣的破壞程度并不會立即發生。


一般情況下,鋰電池具有較高的電荷密度,但是,經過數次充放電后,它們的存儲容量大大降低。鋰鎳錳氧化物尖晶石材料,也被稱為LNMO尖晶石,供應了解決這個問題的潛在方法。LNMO尖晶石憑借其4.7V的高電壓,成為下一代能源儲存系統強有力的候選。這些尖晶石的電極由小晶體,或微晶組成。這些晶體反過來和導電性碳和粘合劑材料相連接形成薄層。


在研究過程中,研究人員在三種速率下給不同的電極分別進行25次充放電循環,隨后測量了電極組成元素的分布情況。據觀察,快速充電時,錳和鎳會從晶體中濾出。此外,也觀察到電極會出現直徑達到0.1毫米的孔缺陷。隨后破壞了的區域將不能用于鋰存儲。


為精確電極材料中各種元素的分布,我們使用了叫做瑪雅檢測器的創新型熒光檢測器。該儀器是由布魯克海文國家實驗室和CSIRO所研發,其由近400個收集樣品激發熒光的獨立元件組成。由于其高靈敏度和高分辨率,檢測器能在同一時間定位多種化學元素。


然而,研究人員至今尚未弄清楚溶解的錳和鎳原子去了哪里,并希望在今后的研究中能解決這個問題。

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