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慕尼黑工業(yè)大學(xué)觀察電池中的鋰分布 以優(yōu)化充電

時(shí)間:2022-06-13 09:15來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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       據(jù)外媒報(bào)道,由慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),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(dòng)汽車充電時(shí),一開始充電指示器變化很快,到最后就會(huì)慢得多。該校的Anatoliy Senyshyn博士表示:“這就像是把東西放在儲(chǔ)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(tuán)隊(duì),首次利用材料科學(xué)衍射儀STRESS-SPEC觀測到在整個(gè)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(yàn)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(fù)極,放電時(shí)則反向移動(dòng)。在此項(xiàng)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(shí),在含鋰過多或過少的位置,無法在正、負(fù)極之間實(shí)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(gè)電池中的情況,對一個(gè)又一個(gè)局部位置進(jìn)行研究,并將這些單獨(dú)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?dòng)可充電電池的長期發(fā)展,例如用于電動(dòng)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。”
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
文章標(biāo)簽: 電池
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