国际团队发现锂离子电池退化的隐藏原因

据外媒报道，国际研究团队发现了一个惊人因素，它可以加速锂离子电池退化，进而导致电量持续损失。这一发现提供了对电池寿命的新见解，以及对抗自放电的策略，有望提高电动汽车和智能手机等应用的性能。

（图片来源：考纳斯理工大学）

人们一直普遍认为，充满电的电池自放电，要归因于锂原子从电解质扩散至电池阴极。然而，斯坦福大学（Stanford University）X射线和表面分析小组核心负责人、立陶宛考纳斯理工大学（KTU）客座教授Artūras Vailionis表示：“这项研究表明，质子（氢离子）扩散是引起电池自放电的原因。基于这项研究成果，研究人员有望提出通过减少自放电来延长电池寿命的方法。”比如在电解质中补充不含氢分子的添加剂（如CH2），或使用特殊涂层来减少阴极表面与电解质的反应。

Vailionis教授强调，这项研究成果是一大批国际跨领域研究人员共同努力的成果。Vailionis在斯坦福大学的团队利用X射线衍射法，确定了阴极中存在两种不同的结构：一种位于表面（受氢离子影响），另一种位于阴极内部深处。X射线反射法也证实了氢原子表面层的存在。

Vailionis教授表示，自放电会缩短电池的日历寿命和循环寿命，随着时间的推移，这会导致电池电压和容量下降。因此，了解和预防这一问题非常重要。现在，发现电池自放电背后的全新现象，可能有助于实现更环保、更具成本效益和更可靠的技术。

配备长寿命电池的设备（例如智能手机、笔记本电脑等）无需充电即可使用更长时间，而在配备大型电池系统的应用中（例如电动汽车或电网储能），更长的电池寿命意味着投资回报率更高，从而使这些技术更具经济性。此外，在太阳能和风能等可再生能源系统中，电池寿命延长可以提高储能效率和可靠性，有助于稳定能源供应，并减少对化石燃料的依赖性。

由于锂离子电池也用于医疗设备、航空航天和国防系统，更长的电池寿命可降低在危急情况下发生故障的风险。