锂离子电池老化的重要机理研究

数码产品的用户们发现，随着时间的推移，电池容量总会损耗掉一些。虽然刚买来时的续航表现还不错，但经历2年频繁的充放电之后，它就完全是两个样了。好消息是，美国能源部的科学家们，最近似乎搞清楚了导致电池缩容的其中一种机理，未来有望想出应对的策略。在一颗常见的锂离子可充电电池中，锂离子可以在阴阳两极的电解液中穿行，从而出现为设备供能的电流。而所谓的容量，可简单理解成电池中(在充放电时)来回跑的锂离子体积。

当锰离子(上图灰色)被从电池的阴极(蓝色区域)剥离时，就会与电池阳极(金色区域)附近的电解液发生反应，并捕获锂离子(上图绿黄色)。【制图：RobertHorn/来源：阿贡国家实验室】

美国能源部的这项研究发现，组成电池电极的材料经常会破裂分解，使得某些金属离子(这里特指锰元素)可以自由浮动并跑到相反的电极那，然后困陷住锂离子。

随着时间的推移，越来越多的锂离子不能投入正常工作(被锁住)，电池的容量也因此而逐渐降低，最终导致无法继续供应理想的续航时间。

研究论文合著者DanielAbraham解释到：这与电极上锰元素的管理、以及被困住的锂离子数量有着严格的相关性。不过现在，我们已经知晓了幕后的这种机制，将来会找到办法去克服它。