近(jin)日(ri)美(mei)國(guo)斯(si)坦(tan)福(fu)大(da)學(xue)進(jin)行(xing)的(de)一(yi)項(xiang)對(dui)鋰(li)電(dian)池(chi)電(dian)極(ji)裏(li)微(wei)小(xiao)粒(li)子(zi)的(de)行(xing)為(wei)研(yan)究(jiu)顯(xian)示(shi)，對(dui)電(dian)池(chi)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)然(ran)後(hou)用(yong)於(yu)高(gao)功(gong)率(lv)快(kuai)速(su)耗(hao)電(dian)的(de)工(gong)作(zuo)對(dui)電(dian)池(chi)的(de)損(sun)傷(shang)可(ke)能(neng)沒(mei)有(you)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)預(yu)想(xiang)的(de)那(na)麼(me)糟(zao)糕(gao)，而(er)緩(huan)慢(man)充(chong)電(dian)和(he)耗(hao)電(dian)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)益(yi)處(chu)可(ke)能(neng)也(ye)被(bei)過(guo)度(du)誇(kua)大(da)。這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)挑(tiao)戰(zhan)了(le)有(you)關(guan)“超級充電”電池比緩慢充電對電極要求更高的盛行觀點，來自美國斯坦福大學和美國能源部SLAC國家加速器實驗室斯坦福大學材料與能源科學（SIMES）的de研yan究jiu人ren員yuan這zhe樣yang說shuo道dao。他ta們men還hai表biao示shi科ke學xue家jia們men或huo可ke能neng可ke以yi改gai變bian電dian池chi電dian極ji或huo者zhe改gai變bian充chong電dian方fang式shi以yi提ti升sheng統tong一yi的de充chong電dian和he放fang電dian過guo程cheng，從cong而er延yan長chang電dian池chi壽shou命ming。

“在充電和放電過程中電極裏發生的化學過程的細節隻是確定電池壽命的眾多因素之一，但這一因素在這項研究之前都尚未被完全理解，”研究高級作者
、美國斯坦福大學材料科學和工程學院的助理教授
、SIMES的闕宗仰(William Chueh)這樣說道。“我們發現了研究電池老化的新角度。”這些研究結果可以直接應用於很多現代商業鋰電池所使用的氧化物和石墨電極。

 

這項研究被發表在9月14日的期刊《自然材料》上。研究小組還包括來自美國麻省理工學院、美國Sandia國家實驗室、韓國三星尖端技術研究所和美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究合作者。

 

 

dianchisunhaodeyigezhongyaoyuanyinbianshizaichongdianhefangdianguochengzhong，zhengfudianjizaixishouheshifangdianjiezhilidelizishizishendepengzhangheshousuo。zaizhexiangyanjiulikexuejiamenyanjiuleyoujishiyigelinsuantielinamilizizuchengdezhengdianji，ruguodaduoshuhuozhequanbulizidouhuoyuecanyuchongdianhefangdianguocheng，nametamenhuixiangduitongyidexishouheshifanglizi。danshiruguozhiyoushaobufenlizixishoulesuoyoulizi，nametamengengkenengpoliehesunhuai，jianshaodianchideshouming。

 

youguannamilizidetexinghexingwei

，yuzhiqiandeyanjiuchanshenglehuxiangchongtudeguandian。weilejinyibutiaozhazhenxiang，yanjiurenyuanzhizaolexiaoxingyingbidianchi，liyongbutongdedianliuduitamenjinxingbutongshichangdechongdian

，ranhouxunsujiangtamenfenlibingchongxizujiancongerzuzhichongdian/放電過程。隨後科學家們將電極切成非常薄的片並將它們送至伯克利國家實驗室利用高級光源同步加速器的密集的X設線進行檢測。

 

 

“我們一次可以研究上千個電極納米粒子並拍攝充電和放電過程中不同階段的快照，”研究首席作者、斯坦福大學的研究生李一洋（Yiyang Li）這樣說道。“這項研究是首項在不同充電和放電條件下對充放電過程進行的詳細全麵調查。”

 

通過利用MIT研(yan)發(fa)的(de)一(yi)個(ge)成(cheng)熟(shu)模(mo)型(xing)分(fen)析(xi)數(shu)據(ju)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)發(fa)現(xian)在(zai)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)隻(zhi)有(you)少(shao)部(bu)分(fen)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)吸(xi)收(shou)和(he)釋(shi)放(fang)離(li)子(zi)，即(ji)使(shi)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)發(fa)生(sheng)的(de)非(fei)常(chang)迅(xun)速(su)。但(dan)當(dang)電(dian)池(chi)放(fang)電(dian)時(shi)
，有(you)趣(qu)的(de)事(shi)發(fa)生(sheng)了(le)：隨著放電速率增加超過一定的極限
，越來越多粒子開始同步吸收離子，轉變成一個更加統一、sunhaijiaoshaodemoshi。zhebiaomingkexuejiamenkenengkeyiniuqudianjicailiaohuozhezhegeguochengcongerzaibaozhengjiaochangdianchishoumingdeqiantixia，huozhegengkuaidechongdianhefangdiansulv。

 

據(ju)李(li)表(biao)示(shi)，接(jie)下(xia)來(lai)一(yi)步(bu)便(bian)是(shi)在(zai)上(shang)百(bai)次(ci)甚(shen)至(zhi)是(shi)上(shang)千(qian)次(ci)的(de)循(xun)環(huan)裏(li)運(yun)行(xing)電(dian)池(chi)電(dian)極(ji)從(cong)而(er)模(mo)擬(ni)真(zhen)實(shi)世(shi)界(jie)的(de)情(qing)況(kuang)。科(ke)學(xue)家(jia)們(men)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)拍(pai)攝(she)電(dian)池(chi)在(zai)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)快(kuai)照(zhao)，而(er)非(fei)中(zhong)斷(duan)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)並(bing)將(jiang)電池組件分離。這應該可以產生更加現實的見解，且這個過程可以在同步加速器裏
，例如ALS或者SLACsitanfutongbujiasuqifusheguangyuanlijinxing。lihaibiaoshimuqianyanjiuxiaozuzhengzaiyugongyejiemiqiehezuo，tiaozhazhexiefaxianjiangruheyingyongyuyunshuhedianzixiaofeipinlingyu。

 

這項研究得到了韓國三星尖端技術研究所全球創新拓展項目、斯坦福工程學院和普雷科特能源學院

、三星-MIT能源應用的材料設計項目以及美國能源部的資金支持。