充电电池延年益寿的方法

使用可充电电池延长寿命的方法

高温可延长电池寿命

加州理工学院(Californiainstituteofscience)的研究人员发现，实验和电脑模拟显示，温度升高可能会破坏电池电极循环充放电的树突状结构，从而延长电池的寿命。

给旧的充电设备加热通常是有风险的。当可充电电池使用一段时间后，它的电极会变小，树枝状的树枝状细丝会使电池短路，使电池失效，或导致电池自燃甚至爆炸。不过，加州理工学院(Californiainstituteofscience)的研究人员进行了新的实验和电脑模拟，仔细研究了高温如何破坏这些树突，从而有可能延长电池的寿命。

电池包括正极和负极，也称为阴极和阳极。当电流在电池中出现时，电子从阳极流出，沿着电池的外部电路流入阴极。在失去了出现电流的电子后，阳极(一种导电金属，如锂)中的一些原子变成了离子，然后通过导电电解液转移到阴极。

给电池充电的过程是相反的，离子会往后退并粘在阳极上。但是，当这个过程进行时，离子并没有均匀地附着。相反，它们会形成微小的突起，经过多次充电循环后，最终变成长长的树枝。当这些树突接触并与阴极交流时，它们会形成短路。电流通过树突而不是通过外部电路，从而使电池失效。电流还会加热树突，因为电解液易燃，树突会着火。即使树突不短路电池，他们可以完全阻塞阳极和浮动在电解液。在这种情况下，阳极失去了材料，电池不能储存更多的能量。

加州理工学院的科学家阿斯加尔雅利安法说:树突是有害的。它们削弱了可充电电池的能力。AsgharAryanfar认为，所有可充电电池都存在枝晶问题。

研究人员在测试电池上培养锂树突，并将其加热10多天。他们发现，温度上升到55℃时，树突会收缩36%。为了了解这种收缩的原因，研究人员使用了一台计算机来模拟加热对单个锂原子的影响，包括一个树突，一个简单的、理想化的椎体模型。

这种模拟演示了两种提高温度使原子运动的方法。位于椎体顶部的原子可以下降到较低的位置，或者较低的位置的原子可以移动，留下的空隙可以被另一个原子填补。这些原子随机运动，造成足够的运动，使树突崩溃。通过量化改变树突所需的能量，研究人员能够更好地了解它们的结构特点。因为在高温下，许多因素会影响电池的寿命，例如电池本身的放电倾向或电池一侧的其他化学反应。这项新的研究表明，加热可以缩短或消除可充电电池中的树突。