电源网官网论坛揭秘氧气流失锂电池性能的隐形杀手
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，都需要一项能让我们更深入理解电池内部工作机制的创新技术，以便揭示性能下降背后的关键因素。
导读：最新研究表明，氧气在限制锂离子电池性能方面扮演着长期被低估的角色。美国和日本学者最近发表了两项研究，他们试图通过深入分析锂离子存储核心中的化学反应来更好地解释这些反应中释放出的微量氧气对电池性能和安全性的累积影响。
尽管锂离子电池已经成为我们日常生活不可或缺的一部分，其在汽车和能源领域的应用正迅速扩大，但在性能寿命上仍然存在不足之处。目前许多改进电池技术的研究都集中在新材料上，并且同时考虑到了与常用材料相关联的问题。但不管是哪种新材料，如果能让科学家们能够细致观察其复杂工作机制，那么对于理解阻碍表现的问题以及如何解决这些问题就至关重要。
就在上个月，一些独立研究利用了这种先进技术来探究氧气如何影响锂离子电池性能。当电池充放电时，它会逸出少量氧气，这个过程虽然微小但却极为重要。而这个过程本身就很难被察觉，因为氧气流失广泛而又隐蔽。斯坦福大学的一位参与其中一项研究的科学家Peter Csernica解释说：“经过500次循环后，总共有6%的小量氧逸出，这是一个不容忽视的事实。”然而，每一次循环中排出的具体数量仅占1%，这使得人们之前低估了它对整个系统所产生效应。
斯坦福大学领导的一个团队使用X射线显微镜扫描样品，并结合计算成像，对纳米级结构进行观察。此外，他们还使用X射线穿透整个组件，以验证他们发现可以应用于整个设备。在这一点上的发现揭示了一个惊人的事实，即最初从表面以“爆发”的方式逸出，然后以较慢、持续不断、“滴流”的方式从阴极深处逸出。这导致了一系列连锁反应，最终改变了阴极结构，使金属原子跳出了它们理想位置，从而引起了一系列化学变化导致电子传输受阻，而这些变化随时间逐渐积累，最终导致电子压力下降，造成整体效率减弱。
另一份来自日本东北大学团队的情报显示，在基于等比例镍、钴和锰构成阴极的情况下，氧气逃脱促成了几种破坏性反应，有助于破坏整体结构。而当阴极含有高价镍时，该过程变得更加激烈，而且最终损害到了保持平衡状态所需能力。这意味着如果未能妥善处理此类现象，将会严重削弱未来研发中的高能密度、高稳定性的新型储存介质设计。
东北大学的一名成员Takashi Nakamura表示：“我们的发现将为发展由过渡金属化合物组成、高能密度且坚固的大型储存介质奠定基础。”
这两项独立实验强调了解决障碍的是认识到氧气作为一种潜在威胁，它可能比以前认为要多得多地影响到我们每天使用到的那些动力来源，为今后提高认知提供依据，并促使人们重新审视限制循环过程中自由流失带来的损失，以及其对电子产品寿命及安全性造成的心脏病患风险。
