研究人员发现电动汽车中锂离子电池退化的原因

俄亥俄州立大学的研究人员发现了锂离子电池的意外因素，该因素可能会随着时间的推移而导致性能下降。研究小组认为锂会在电池电极之外堆积，并相信有关此问题的知识可能会改善未来锂离子电池的设计。

锂离子电池用于混合动力，插电式混合动力和所有电动（电池电动）车辆。它们通过在电池充电和放电时在阳极和阴极之间来回穿梭电子来工作。此前，研究小组发现锂会积聚在阳极表面，从而导致电池失去充电能力。众所周知，电池具有使用寿命，并且随着每个充放电循环而退化。

这项新的研究发现，锂也通过阳极迁移，并在铜集电器上堆积。

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“我们并未打算在集电器中找到锂，因此可以说我们偶然发现了锂，以及锂如何到达那里是一个谜。据我们所知，从来没有人期望活性锂会在集电器内部迁移。”俄亥俄州著名学者巴拉特·布山（Bharat Bhushan）和机械工程学教授霍华德·D·温比格勒（Howard D. Winbigler）说。

研究人员与大学的汽车研究中心合作，仔细检查了已经老化的电池。他们使用了汽车制造商使用的现成的锂离子电池。这一发现的关键是与美国国家标准技术研究院的研究化学家格雷格里·唐宁（Gregory Downing）的合作，他是一种称为中子深度轮廓分析（NDP）的技术专家，该技术是一种用于材料中杂质分析的工具。

在NDP技术中，研究人员使中子穿过一种材料，并捕获由中子与电极中的锂之间的裂变反应产生的带电粒子。使用这项技术，研究人员能够从一个老化的电池中找到铜集流体中的锂。测试表明，铜收集器中每1250个铜原子大约有一个锂原子，或者铜收集器中锂的浓度为0.8％。

尽管这是锂的一小部分，但据认为会影响集电器的电性能。

资源：俄亥俄州立大学研究新闻