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慕尼黑工業(yè)大學(xué)觀察電池中的鋰分布以優(yōu)化充電

時(shí)間:2022-06-13 09:15來(lái)源:蓋世汽車作者:Elisha

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據(jù)外媒報(bào)道，由慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，深入探討在充放電過(guò)程中電池的內(nèi)部工作原理，以優(yōu)化充電過(guò)程。

（圖片來(lái)源：慕尼黑工業(yè)大學(xué)）

當(dāng)電動(dòng)汽車充電時(shí)，一開(kāi)始充電指示器變化很快，到最后就會(huì)慢得多。該校的Anatoliy Senyshyn博士表示：“這就像是把東西放在儲(chǔ)物間里，開(kāi)始很容易，后來(lái)越來(lái)越難找到放東西的地方。”

充電過(guò)程前后的電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)是已知的。現(xiàn)在，由慕尼黑工業(yè)大學(xué)領(lǐng)先中子和正電子研究中心Heinz Maier-Leibnitz Zentrum（MLZ）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，首次利用材料科學(xué)衍射儀STRESS-SPEC觀測(cè)到在整個(gè)充放電過(guò)程中電池內(nèi)的鋰分布。然后，研究人員使用高分辨率粉末衍射儀SPODI驗(yàn)證了測(cè)量結(jié)果。

鋰離子分布很關(guān)鍵

在充電過(guò)程中，鋰離子從正極移至負(fù)極，放電時(shí)則反向移動(dòng)。在此項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在充放電過(guò)程中，鋰的分布狀態(tài)不斷變化。Senyshyn表示：“當(dāng)鋰分布不均勻時(shí)，在含鋰過(guò)多或過(guò)少的位置，無(wú)法在正、負(fù)極之間實(shí)現(xiàn)100%的鋰交換。然而，如果鋰均勻分布，可以提高電池的性能。”

研究人員利用高分辨率圖像，成功捕捉到電池中鋰的不均勻分布狀態(tài)。為了獲得整個(gè)電池中的情況，對(duì)一個(gè)又一個(gè)局部位置進(jìn)行研究，并將這些單獨(dú)的圖像放在一起形成整體圖像。

在德國(guó)電子加速器（Deutsches Elektronen-Synchrotron）和歐洲同步輻射設(shè)施（ESRF）的幫助下，可以選擇部分微米級(jí)尺寸的位置。結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)，鋰不僅沿著電極層分布不均勻，在垂直于電極層的位置也是如此。

Senyshyn表示，這些觀察結(jié)果或?qū)⑼苿?dòng)可充電電池的長(zhǎng)期發(fā)展，例如用于電動(dòng)汽車的電池。“電池中的鋰分布，對(duì)電池性能具有諸多影響。如果能更好地控制這些問(wèn)題，未來(lái)就可以顯著提高電池性能。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池鋰

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