每個擁有筆記本電腦或手機(jī)的人都知道電池的壽命會隨著時間縮短。剛購買的時候,手機(jī)幾乎可以一整天都不用充電,但在兩、三年后就必須時常幫它充電。這個現(xiàn)象廣為人知,卻沒有人知道是電池內(nèi)部的什么過程造成這個問題。現(xiàn)在美國能源部的一群研究人員宣稱,他們已經(jīng)找出電池壽命縮短的原因,并且可能有方法解決這個問題。
在一般可充電的鋰電池中,電解質(zhì)溶液里的鋰電子會在兩個電極之間移動,而這個過程所制造的電流正是電池的能量來源。因此電池的壽命取決于在充電與用電時,有多少鋰電子可以在兩極之間移動。
研究發(fā)現(xiàn)電極有時候會失效,這使得錳離子(manganese)可以自由移動并且游向相反的電極,而這個過程將會引發(fā)捕捉鋰電子的作用。當(dāng)越來越多鋰電池被捕捉后,電池的充電容量就會減少,進(jìn)而使電池的壽命縮短。

當(dāng)錳離子(灰色)從電池的陰極(藍(lán)色)中剝離時,會從陽極(金色)附近的電解質(zhì)捕獲鋰離子(黃綠色)
“游向正極的錳離子數(shù)量和被捕捉的鋰電子數(shù)量之間有絕對的關(guān)聯(lián)。”其中一名研究人員 Daniel Abraham 表示,“既然現(xiàn)在我們知道背后運(yùn)作的機(jī)制是什么,我們就能夠?qū)ふ蚁鄬?yīng)的解決方法。”

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