發(fā)表在自然材料的研究已進行了解釋為什么鋰離子電池隨著時間的推移和建議，制造商重新思考設(shè)計，以提高效率和壽命。

斯坦福大學(xué)，巴斯大學(xué)(如圖)和麻省理工學(xué)院的研究人員利用斯坦福大學(xué)的Slac國家加速器實驗室監(jiān)測離子鋰通過電池的運動。

該研究描繪了功率如何在帶負電的電極，帶正電的電極和其間的隔板之間流動，從而產(chǎn)生鋰離子通過的高能量和低能量區(qū)域。

他們說，他們發(fā)現(xiàn)人們普遍認為鋰離子電池的工作原理是不正確的。

其中一個問題可能是對鋰電池內(nèi)部鋰化合物運動的了解知之甚少，尤其是因為直到最近才能看到納米尺度的離子。

它們不是帶電粒子在電池內(nèi)部以單一均勻的方向流動，而是以隨機的方式來回移動。

斯坦福大學(xué)材料科學(xué)專家William Chueh博士表示，鋰電池的制作過程非常糟糕，導(dǎo)致鋰電池成為電池的熱點。考慮到有害的熱量，這會損壞電池，降低其存儲容量。

該團隊表示，該研究可用于制造持續(xù)時間更長的電池并保持充電而不會損壞電池的使用壽命。

“我們使用來自加速器的非常強大的X射線，我們正在使用這些X射線來觀察這些單獨的納米顆粒，”Chueh告訴媒體。“我們最初的期望是鋰只在某些方向上移動。我們實際看到鋰的走向是不應(yīng)該移動的方向。“

Chueh說，之前的理論沒有說明液體如何與固體相互作用。

研究人員表示，這項研究可以應(yīng)用于電動汽車的大規(guī)模生產(chǎn)，并可以延長數(shù)十億件小工具的使用壽命。

他們相信通過改變傳輸路徑并允許設(shè)計更耐用的電池，他們將能夠修復(fù)電池設(shè)計中的缺陷。

Chueh說：“以前的模型并沒有真正解釋液體如何與固體相互作用。有點像太空，我們考慮粒子在真空中的表現(xiàn)。但電池不能在真空中運行 - 它在液體中運行。“