一個(gè)由兩位Skoltech科學(xué)家組成的國(guó)際研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)鋰離子電池低能量效率的解釋并不成立。研究人員用正極中氧和過(guò)渡金屬原子之間緩慢的電子轉(zhuǎn)移來(lái)解釋這一現(xiàn)象，而不是原子本身發(fā)生遷移。這項(xiàng)研究周四發(fā)表在《自然化學(xué)》雜志上。

今天用于電動(dòng)汽車(chē)和小工具的鋰離子電池的容量大約是其富含鋰的氧化物陰極的表兄弟的一半。后一種技術(shù)的問(wèn)題是它的效率低。你必須花費(fèi)比它最終提供的更多的電力來(lái)給電池充電。隨著時(shí)間的推移，特別是對(duì)于消耗大量能源的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這種損失的電力真的會(huì)增加，使得這種類(lèi)型的電池到現(xiàn)在為止在商業(yè)上還不可行。

為了釋放含有富鋰氧化物陰極的電池的潛力，研究人員必須了解其低效率背后的機(jī)制，以及損失的能量究竟去了哪里。最近發(fā)表在《自然-化學(xué)》上的研究提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)，駁斥了以前對(duì)這一現(xiàn)象的解釋--技術(shù)上稱(chēng)為電壓滯后，并提供了一個(gè)新的理論來(lái)解釋這一現(xiàn)象。

當(dāng)一個(gè)鋰離子電池被充電時(shí)，鋰離子在其兩個(gè)電極之間移動(dòng)。遷移到陽(yáng)極時(shí)，它們?cè)陉帢O留下空位。循環(huán)的另一半涉及鋰離子返回，因?yàn)槟芰勘幌牡袅耍热鐬槭謾C(jī)供電。

然而，在此期間，構(gòu)成陰極的一些過(guò)渡金屬原子可能已經(jīng)暫時(shí)侵入空位，然后再次拉回，在這種跳躍中花費(fèi)寶貴的能量。研究報(bào)告的合著者、Skoltech公司的博士生AnatolyMorozov認(rèn)為或者電壓滯后的舊理論就是這樣。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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為了測(cè)試這一解釋?zhuān)芯咳藛T使用了斯科爾技術(shù)公司先進(jìn)成像核心設(shè)施的透射電子顯微鏡，監(jiān)測(cè)由公式為L(zhǎng)i1.17Ti0.33Fe0.5O2的材料制成的富鋰電池陰極在電池充放電循環(huán)的不同階段的原子結(jié)構(gòu)（見(jiàn)下圖）。然而，沒(méi)有觀(guān)察到鐵或鈦原子向鋰空位的明顯遷移，這表明有一些其他的過(guò)程在吸走能量。

"我們的發(fā)現(xiàn)啟發(fā)了該團(tuán)隊(duì)在其他地方尋找電壓滯后的起源。引起這一現(xiàn)象的不是可逆的陽(yáng)離子遷移，而是氧原子和過(guò)渡金屬原子之間電子的可逆轉(zhuǎn)移。當(dāng)電池被充電時(shí)，一些來(lái)自鐵的電子被氧原子劫持了。后來(lái)，它們又回去了。這種可逆的轉(zhuǎn)移消耗了一些能量。"阿爾特姆-阿巴庫(kù)莫夫教授解釋說(shuō)，他是斯科爾技術(shù)公司能源科學(xué)和技術(shù)中心的負(fù)責(zé)人。

從電子轉(zhuǎn)移的角度理解電壓滯后可能對(duì)減輕這種不受歡迎的影響有直接的影響，以使下一代鋰離子電池具有創(chuàng)紀(jì)錄的高能量密度，為電動(dòng)汽車(chē)和便攜式電子產(chǎn)品提供動(dòng)力。為了實(shí)現(xiàn)下一步，化學(xué)家可以在元素周期表和'化學(xué)軟度'等概念的指導(dǎo)下，通過(guò)改變陽(yáng)離子-陰離子鍵的共價(jià)性來(lái)操縱電子轉(zhuǎn)移障礙。

"這顯示了先進(jìn)的透射電子顯微鏡在破譯極端復(fù)雜的局部結(jié)構(gòu)方面的力量。在斯科爾技術(shù)公司的年輕研究人員能夠直接和容易地獲得像像差校正電子顯微鏡這樣的先進(jìn)設(shè)備，并有機(jī)會(huì)進(jìn)一步培訓(xùn)，這真的很好。這使我們能夠與學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的國(guó)際同行合作，為的電池研究做出貢獻(xiàn)。"莫羅佐夫補(bǔ)充說(shuō)。