電池老化的秘密

電池續航能力一直是研究人員關心的問題，因為無論電池有多大，多次充電都是沒有意義的。 我們都知道鋰電池在使用過程中會降低容量，但沒有人知道原因。 近日，美國能源部發現了電池老化的原因：納米級晶體。

研究人員仔細研究了現代電池的正極材料和正極材料，發現這些材料在使用過程中會直接腐蝕，但腐蝕機理尚不清楚。 布魯克海文國家實驗室團隊在透射電子顯微鏡下研究了高質量的鎳氧陰極，並記錄了它們在反复充放電過程中的變化。

用得越多，用得越少

實驗表明，當鋰離子通過正負極時，它們會卡在離子通道中並與氧化鎳反應形成微小的晶體。 這些晶體會改變電池的內部結構，使其他離子無法有效反應，從而降低電池的可用容量。 令人驚訝的是，這種弱點是隨機的，而不是規律的。

鋰電池之所以不完善，是因為它們的組件不完善。 無論我們如何注意陽極和陰極的結構，都會有輕微的晶體損傷。 就像開水一樣，不平整的表面會使熱水更容易起泡。 相信當電池數據出現缺口時，會出現納米晶體。

用得越多，用得越少

左箭頭：鋰離子通道； 右邊是原子損失層

美國能源署還啟動了第二項關於充電速度對電池容量影響的研究。 他們發現現代電池越來越小，這反過來又縮短了它們的使用壽命。 電池越大，充電速度越快，納米晶體的形成速度就越慢。

那麼，我們怎樣才能阻止納米晶體的出現呢？ 至少讓它慢下來。 有一個理論上的解決方案。 研究人員發現，通過使用原子沉積，他們可以填補電池數據的空白，這至少可以減緩納米晶體的發展。 這減少了痛苦，但至少可以讓電池在不犧牲容量的情況下縮小。 當然，研究人員也在研究打破晶體和再生舊電池的方法。

這項研究可能比新的電池容量更有價值。 對於硬件來說，產品的壽命取決於充放電的次數。 現在，由於許多硬件使用的電源系統無法關閉，這項研究可以幫助我們不再做電源的奴隸。
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