據(jù)外媒報道，由慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，深入探討在充放電過程中電池的內(nèi)部工作原理，以優(yōu)化充電過程。

(圖片來源：慕尼黑工業(yè)大學(xué))

當(dāng)電動汽車充電時，一開始充電指示器變化很快，到最后就會慢得多。該校的Anatoliy Senyshyn博士表示：“這就像是把東西放在儲物間里，開始很容易，后來越來越難找到放東西的地方。”

充電過程前后的電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)是已知的。現(xiàn)在，由慕尼黑工業(yè)大學(xué)領(lǐng)先中子和正電子研究中心Heinz Maier-Leibnitz Zentrum(MLZ)領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，首次利用材料科學(xué)衍射儀STRESS-SPEC觀測到在整個充放電過程中電池內(nèi)的鋰分布。然后，研究人員使用高分辨率粉末衍射儀SPODI驗證了測量結(jié)果。

鋰離子分布很關(guān)鍵

在充電過程中，鋰離子從正極移至負極，放電時則反向移動。在此項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在充放電過程中，鋰的分布狀態(tài)不斷變化。Senyshyn表示：“當(dāng)鋰分布不均勻時，在含鋰過多或過少的位置，無法在正、負極之間實現(xiàn)100%的鋰交換。然而，如果鋰均勻分布，可以提高電池的性能。”

研究人員利用高分辨率圖像，成功捕捉到電池中鋰的不均勻分布狀態(tài)。為了獲得整個電池中的情況，對一個又一個局部位置進行研究，并將這些單獨的圖像放在一起形成整體圖像。

在德國電子加速器(Deutsches Elektronen-Synchrotron)和歐洲同步輻射設(shè)施(ESRF)的幫助下，可以選擇部分微米級尺寸的位置。結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)，鋰不僅沿著電極層分布不均勻，在垂直于電極層的位置也是如此。

Senyshyn表示，這些觀察結(jié)果或?qū)⑼苿涌沙潆婋姵氐拈L期發(fā)展，例如用于電動汽車的電池。“電池中的鋰分布，對電池性能具有諸多影響。如果能更好地控制這些問題，未來就可以顯著提高電池性能。”