多电源电路揭秘氧气流失锂电池的隐形杀手
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更加先进的观察工具。
上个月，一系列独立实验利用这种新工具来分析氧气对锂离子电池表现力的影响。在充放电过程中，通常会有一些微小量的氧气逸出，但由于这过程发生在宏观层面上，这一事实往往被忽视。此外，对于氧气流失造成的大规模影响还未得到充分认识。参与其中一项研究的斯坦福大学学者Peter Csernica解释道：“经过500次充放循环后，我们发现总共有6%左右的氧气逸出。这看似不大，但如果仔细计算每次循环中的排放量，每次只有约1%。”
在领导这一研究项目的是斯坦福大学团队，他们使用X射线显微镜扫描并结合成像技术，将样品上的纳米结构捕捉到，并用X射线穿透整个阴极以确认他们对于纳米级别变化结果是否可行性质。在进一步分析后，他们发现初期氧气从表面“爆发”释放，然后逐渐以较慢速度从阴极深处“滴答”流失出去。这两种方式改变了阴极结构，使得周围原子的位置发生变动，而离开时，那些金属原子跳出了它们理想状态留下的位置。副教授William Chueh指出：“随着时间推移，这些金属原子的重新排列以及由缺乏空气引起化学变化，最终导致了减弱输出功率和效率的问题。”
另一项来自日本东北大学团队的小组则发现，在基于等比例镍、钴及锰构成之阴极内，氧元素逃脱促成了几个恶性反应，从而破坏了整体结构；而高价镍存在增加了更多此类逃脱情况，同时降低了保持平衡荷载能力。一位东北大学成员Takashi Nakamura表示：“我们的发现将为发展更强大的、高能密度且耐用的未来型電池提供基础。”
这两个独立但相互补充的事实强调了解决当前困境所需集中关注的是如何控制并限制循环中产生损害因素，即那些可能破坏电子设备健康寿命、加速老化现象的情况。而现在最迫切需要解决的问题之一就是限制这样的损耗，并明确它对于整个系统稳定性的直接影响。如果我们能成功应对这一挑战，不仅可以提高设备效率，还能延长它们使用寿命，为用户带来更好的服务体验。
