电动悟空摘录 研究人员发现，在下一代电池材料中，锂离子的不规则运动可能降低电池容量，并影响性能。据外媒报道，在剑桥大学（University of Cambridge）研究人员的领导下，该团队在富有前景的新型电池材料中实时跟踪了锂离子的运动状况。
电动悟空摘录 研究人员发现，锂离子的不规则运动可能会降低电池容量，影响下一代电池材料的性能。据外国媒体报道，剑桥大学（University of Cambridge）在研究人员的领导下，该团队实时跟踪的新电池材料中实时跟踪锂离子的运动。
过去，人们认为，在电池材料中，单个活性粒子中的锂离子存储机制是均匀的。然而，在这项研究中，研究人员发现锂在充放电循环中的存储并不均匀。当电池的放电循环即将结束时，活性粒子的表面达到锂饱和，其核心缺乏锂。这将减少可重复使用的锂，并降低电池容量。
锂离子电池具有高能密度，广泛应用于电动汽车。然而，由于需要更长的里程和更快的充电时间，需要改进当前的电池材料，并找到新的材料。本研究将有助于改进现有的电池材料，并加快下一代电池的发展。
目前，层状富镍锂氧化物作为一种领先的正极材料，广泛应用于高端电动汽车。然而，其运行机制，特别是锂离子在实际运行环境中的传输，以及与其电化学性能之间的联系，尚不完全清楚。因此，这些材料不能充分发挥其性能潜力。
显微镜跟踪光与活性粒子在电池运行过程中的相互作用。研究人员发现，富镍锰钴氧化物在充放电循环中（NMC）锂储存在明显差异中。剑桥大学化学系的研究人员Alice Merryweather这是第一次直接观察单个粒子中不均匀的锂储存。这种实时技术在电池循环过程中起着重要的作用。”
结合实验观察和计算机建模，研究人员发现这种不均匀性来自于充放电循环期间NMC锂的扩散速度发生了很大的变化。具体来说，锂离子是完全锂化的NMC颗粒扩散缓慢。然而，一旦从这些颗粒中提取一些锂离子，扩散速度将显著加快。剑桥大学工程系Shrinidhi Pandurangi医生说：通过这个模型，我们可以理解锂离子在充电早期阶段NMC扩散变化范围。该模型可以准确预测锂的分布，并获得实验中观察到的不均匀性。这些预测有助于了解其他电池的退化机制，如粒子断裂。”
富镍正极材料在第一次充放电循环后，通常会损失约10%的容量。放电结束时观察到的不均匀锂提供了原因之一。上海科技大学（ShanghaiTech University）在剑桥大学期间，徐超博士完成了这项研究。这一发现意义重大，他说。判断电池是否应退休的行业标准之一是电池容量下降20%。”
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