Amerikanische Wissenschaftler haben die Wahrheit über die kürzere Lebensdauer von Lithiumbatterien herausgefunden

In einem Artikel, der in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Scientific Progress veröffentlicht wurde, sagen wir Wissenschaftler, dass die Lithiumionenkonzentration in Lithiumionenbatterien Schwankungen unterliegt, was die kürzere Lebensdauer von Lithiumionenbatterien erklärt und voraussichtlich zur Entwicklung von Batterien beitragen wird, die Laden Sie schneller und bleiben Sie länger in der Warteschleife.

Ein Forscherteam unter der Leitung des Brookhaven National Laboratory des Energieministeriums stellte kürzlich fest, dass bei der Stromerzeugung von Batterien, wenn die Elektroden der Batterie aus Nanopartikeln bestehen, die Konzentration von Lithiumionen in Teilen der Nanopartikel zuerst ansteigt und dann abnimmt. Anstelle der Konzentration, von der angenommen wurde, dass sie weiter zunimmt.

Das Gitter ist eine Struktur, in der Partikel im Kristall in einer bestimmten Geometrie angeordnet sind. Das Arbeitsprinzip von lithium-ionen-batterien besteht darin, dass sich Lithium-Ionen zwischen positiven und negativen polaren Gittern bewegen. Beim Laden fließen Lithiumionen von positiven zu negativen Polen, und die Entladung ist umgekehrt.

"Ähnlich wie bei der Schwammwasserabsorption sehen wir eine zunehmende Gesamtkonzentration von Lithiumionen in Nanopartikeln", sagte Wangfengshuo, ein Wissenschaftler der Abteilung für nachhaltige Energietechnologie des Brookhaven National Laboratory, der die Studie leitete. "Im Gegensatz zu Wasser fließen Lithiumionen jedoch selektiv aus bestimmten Bereichen heraus. Dies führt zu inkonsistenten Konzentrationen von Lithiumionen zwischen den Gittern."

Die Forscher wiesen darauf hin, dass die Gitterstruktur vor dem Eintritt von Lithiumionen in das Gitter sehr gleichmäßig ist. Sobald Lithiumionen eintreten, dehnen sie das Gitter. Wenn Lithiumionen herausfließen, schrumpft das Gitter wieder. Die ungleichmäßige Bewegung von Lithiumionen kann zu dauerhaften Schäden führen, da sie die Struktur der aktiven Komponenten in der Batterie verformt und zu einem Versagen der Batterieermüdung führen kann.

Die Forscher spekulieren, dass dieses Phänomen auch bei anderen hochleistungsbatteriechemikalien auftreten kann. Die Ergebnisse dieser Studie können dazu beitragen, Batterien mit kürzerer Ladezeit und längerer Standby-Zeit zu entwickeln.

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