韓國(guó)研究組發(fā)現(xiàn)汽車充電電池效率低的原因

2018-01-16 11:12:55 科技部　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院發(fā)布消息稱，該院能源融合研究團(tuán)與全北碳融合材料中心聯(lián)合研究組利用透光電子顯微鏡對(duì)電動(dòng)汽車用高容量陽級(jí)材料的候選物...

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院發(fā)布消息稱，該院能源融合研究團(tuán)與全北碳融合材料中心聯(lián)合研究組利用透光電子顯微鏡對(duì)電動(dòng)汽車用高容量陽級(jí)材料的候選物質(zhì)，即三元陽極物質(zhì)(NCM，LiNixCoyMnzO2)材料的充放電過程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在沖放電時(shí)，根據(jù)鋰離子移動(dòng)速度變化產(chǎn)生的電極材料熱化程度的不同，可在各表面和散裝層不同構(gòu)造的多重長(zhǎng)度范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。該研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《TheJournalofPhysicalChemistryLetters》上。

在鋰離子電池充電時(shí)，通過內(nèi)部電解質(zhì)將鋰離子從陽級(jí)轉(zhuǎn)移至陰極，使得充電速度急速加快，但經(jīng)過鋰離子的電極和電解傳輸?shù)乃俣炔粔蚩鞎r(shí)，電池的容量和壽命將急劇減少。即使用一段時(shí)間后，電池的容量會(huì)不斷下降，并且反復(fù)急速充電會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池的壽命大幅減少，這些問題阻礙了電動(dòng)汽車的推廣。

研究團(tuán)隊(duì)利用多種透光電子顯微鏡分析技術(shù)(高分辨率影像技術(shù)分析法、電子波反射分析法、電子衍射分析法等)，在三元陽極材料(NCM)中檢測(cè)出了在急速充放電時(shí)發(fā)生的熱能反應(yīng)。根據(jù)充電速度的快慢，電極物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化程度均有所不同，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的恢復(fù)程度也根據(jù)放電速度的快變而不同，即電極物質(zhì)的內(nèi)部變化恢復(fù)不完全時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池容量減少和縮短壽命。

研究組表示，開發(fā)二次電池最重要的是電池的安全性，希望這一研究結(jié)果能夠成為分析電極材料設(shè)計(jì)參數(shù)的參考，進(jìn)而設(shè)計(jì)下一代電池材料。

原標(biāo)題:韓國(guó)研究組發(fā)現(xiàn)汽車充電電池效率低的原因

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