氧气流失锂电池性能降低的元凶交流电源稳压器揭秘真相
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现有技术，并探索新颖的方法来优化材料选择。
最近两项独立研究利用先进技术来分析氧气对锂离子电池性能造成影响。这一点曾被忽略，因为当电池充放电时会发生微小量的氧气排放。但是，这个过程往往难以检测，而且它带来的广泛后果尚未得到充分认识。斯坦福大学的一位参与者Peter Csernica解释说：“经过500次循环，我们发现约6%的氧气流失，这是一个相当显著的问题，但如果每次循环都精确测量，每次仅为1%。”
这项由斯坦福大学主导的大型项目使用X射线显微镜结合计算成像技术，对断开后的电子极进行扫描，从而观察纳米级别结构变化。此外，他们还通过X射线穿透整个电子极，以验证这种高分辨率观察对于整个组件也是有效可行。这一团队发现，氧气首先以“爆炸式”方式从表面逸出，然后以较慢但持续的地流形式从阴极内部逸出。
他们进一步指出，当氧离开时，它周围金属原子的重新配置发生，即镍、钴和锰原子从它们理想位置跳跃出来。这导致随时间推移，阴极结构改变，使得金属离子的重新排列加上缺乏引起化学变化，最终降低了整体效率及动作能力。副教授William Chueh解释道：“这一现象早已被认识到了，但不清楚其具体原因。”
另一组来自日本东北大学的小组发现在基于等比镍、钴、锰混合物构建阴极的情况下，氧气逸出的行为促成了几种不良反应，从而破坏了整体结构，而其中含有高价镍元素使得奥xygen逸出的水平更加严重且该过程总共降低了保持平衡荷载能力。在此基础上，该团队成员Takashi Nakamura表示：“我们的发现将对发展由过渡金属化合物构成、高能密度且坚固性质下一代燃料细胞具有重大意义。”
这两项创新性的研究强调了解决方案需要集中关注限制循环过程中的氧气损失以及其对于长期稳定性产生负面影响，为未来工作提供基础，并可能引领未来的科技革新方向。
