氧气流失锂电池性能降低的元凶开关电源原理揭秘节能省电新篇章
导语：当前，科学家们正在致力于提升电池技术的研究，其中重点关注新材料的开发，同时也考虑到与现有材料相关的供应链和环境问题。无论采用何种材料，只要能够提供一种新的视角来观察电池内部复杂工作机制，就能帮助我们更好地理解性能限制所在，以及如何解决这些问题。
导读：近期的一项重要研究揭示了氧气在锂离子电池性能下降中的关键作用。美国和日本的科学家合作进行了一系列实验，以深入探究锂离子存储过程中化学反应的细节，并详细描述了少量氧气释放对电池性能和安全性的累积影响。
尽管锂离子电池已成为我们日常生活不可或缺的一部分，其应用范围不断扩大至汽车和能源管理领域，但其性能与寿命仍面临挑战。为了克服这些局限，研究人员正在致力于改进技术，无论是通过新材料还是通过更深入地理解电池内部工作原理。
上个月，一些独立的研究项目使用先进技术揭示了氧气对锂离子电池性能影响的小小角色。众所周知，当充放电时，会发生微量氧气泄漏，但由于这场景非常微妙，使得这种流失往往被忽略。此外，对于广泛而隐蔽影响没有得到充分认识。在斯坦福大学参与其中一项研究的Peter Csernica教授指出：“经过500次循环后，总共损失掉6%的大气体，这虽然不是一个巨大的数量，但如果仔细分析每一次循环排出的氧气，那么它只占1%。”
斯坦福大学领导的小组采用X射线显微镜扫描样品并结合计算成像技术，从而观察到纳米级别结构变化。这使他们能够确认X射线穿透整个阴极时发现的问题同样适用于较大尺度上的观测结果。在进一步分析中，他们发现氧气最初以“爆炸性”方式从表面逸出，然后以“滴答”的速度从阴极内部释放出去。
此过程导致阴极结构发生根本性的改变。当氧离开时，与之相伴随的是镍、钴和铬原子的重新配置，它们跳出了它们理想位置。一位斯坦福大学副教授William Chueh解释道：“金属元素重新排列，加上缺乏空气引起化学变化，最终导致着时间推移下的低效率及压降。”这一现象早已被人们认识到了，但其具体原因尚未明确。
另一项来自日本东北大学的研究则揭示，在等比例配比镍、钴、铬构成的阴极中，氧过多释放促成了几个不良反应，最终破坏了整体结构。而高价镍存在的情况下则导致更多、高水平的地球元素逸散，该过程总体上降低了保持平衡荷尔蒙能力。这两份调查强调了解决方案应该集中在限制循环中的氧流失以及它对电子设备破坏性的潜在影响上。
