一種可全面追蹤鋰電池微觀工作過程的新方法

（文章來源：微鋰電）

以英國電化學儲能研究機構法拉第研究所(Faraday Institution)為首的科學家們開發(fā)出了一種全面追蹤鋰電池的微觀工作過程的方法，研究小組將復雜的計算機成像和數學建模結合起來，對鋰電池的工作原理有了新的認識。

科學家通過一種“虛擬展開”模型窺探了商用電池的內部，更好地了解了其工作過程以及影響電池的降解機制。最終小組發(fā)現，這一追蹤過程可以為電池特性提供一個基準?？茖W家說，他們的發(fā)現可以讓人們更全面地了解鋰電池的工作原理，以及隨時間而影響性能的幾種降解機制。

中子層析成像更側重于電解質和鋰離子在設備中的傳輸。“中子層析成像技術或許可以直接觀察鋰離子的遷移，并能確定電解質在電池中的分布如何隨時間而變化。”

x射線計算機斷層掃描被認為最適用于檢查如錳和鎳等較重的元素。通過掃描，研究小組能夠檢測到電極的機械降解，如開裂和脫層。研究小組還觀察到，由于鋰離子的插入，陰極在放電過程中產生了裂紋。

研究小組還觀察到電極的緊密纏繞使數據分析變得困難，所以他們使用了一個數學模型來“展開”這個結構，讓研究小組能夠深入觀察電池內部的過程，而這種技術來源于歷史學家，他們起初用此來觀察那些過于精細卻無法展開的卷軸或手稿。

分析得出的數據證明，“以前計算模型所依據的體積特性現在可能被空間解析的瞬態(tài)值所取代……它們將能夠更準確和全面地描述電池的實際操作、降解和破壞。”研究人員指出，他們的論文只對兩個非常相似的電池進行了分析，因此研究結果在統(tǒng)計學上可能沒有意義。但是他們希望借此改善各種電池化學電池，并提高人們對電池性能的普遍了解。

科學家表示，“我們開發(fā)的技術可以在電池運行過程中查看其內部，并分析性能損失發(fā)生的位置和原因，再對此制定具體的戰(zhàn)略以改善電池的設計?！?br /> （責任編輯：fqj）