评估电池组(参考图像通过多梅耶，  维基共享资源 )  

科学家们在芝加哥大学中使用一个组合的高供电的电子显微镜和计算模型来了解，在原子水平，会发生什么当锂离子电池下降。 他们的研究指向一个方法设计  长期持久的  锂离子电池由聚焦于一个经常被忽视的结构组件，碳粘合剂域。

"要解决的许多世界能源储存和转换的挑战，在未来几十年中，我们需要保持创新和改进电池，"Y.雪莉孟，谁领导这项研究表示，在媒体的发言。 "这项工作是一项步骤，朝向更有效和可持续的电池技术"。

根据孟，普遍商业化的  锂离子电池  在结束的20世纪发挥了作用，在着轻便、可再充电的电子产品。 锂是最轻金属和具有高能量密度-重量比。 当锂离子电池充电、锂离子移动从一个正电阴极，带负电极。 释放能量，这些流离子回来阳极的阴极。

在整个充周期，活动的材料的正极和负极扩大和合同，积累"的颗粒裂缝"和其他的物理损害。 随着时间的推移，这使锂离子电池的工作较少。

薄与厚的电极

研究人员有以前为特征的微粒的破裂和退化，发生在小，薄极的锂离子电池。 然而，厚，更多的能源密集的电极都是现在正在开发用于更大的电池的应用程序，例如电动汽车、卡车和飞机。

"动力学的一个厚的电极都相当不同的一个薄极说，"项目的科学家明浩张，同一提交人的  纸  ，提出了新的调查结果。 "退化是实际上更糟糕的厚，较高的能量电极，它已斗争的领域"。

张指出，这也是难以定量研究厚的电极。 该工具，以前曾作研究薄极不可能捕获该机构的更大、更密集的材料。

在新的工作，孟张和合作者从热尔科学转向等离子体聚焦离子束扫描电子显微镜(PFIB-SEM)以想象的变化发生的内部厚的锂离子电池的阴极。 PFIB-SEM使用注射线电离子和电子的组建一个超高分辨率图像的材料的三维结构。

研究人员使用的摄像的方法来收集的数据在一个全新的阴极，以及一个已经充枯竭的15倍。 与将数据从电子显微镜的实验中，对团队建立的计算模型图示的过程中降解的电池。

这种组合的纳米分辨率的实验数据和建立模型允许他们确定如何阴会下降。

研究人员发现的变化之间的地区的电池鼓励的许多结构性变化。 电解液的腐蚀的发生更加频繁地一层薄薄的面的阴极。 这顶层，因此，开发了一个较厚的阻层，这导致底层的扩大和合同超过其他的部分阴极，导致更快地下降。

该模型也指向的重要性的生物多样性公约》—一个多孔格的氟聚合物和碳原子持有的活性材料的电极起来作出贡献，并帮助进行发电过的电池。 以前的研究没有特征是如何CBD会降低在电池的使用，但新的工作建议的削弱之间的联系《生物多样性公约》和活动材料的阴直接到的性能下降的锂离子电池随着时间的推移。  

"这种变化甚至更为明显，比裂的活动的材料，这是什么许多研究都集中在以往，"张说。

电池的未来

与他们的模型阴极、孟的组研究了如何调整的极设计可能会影响其降解。 他们表明，改变CBD结构网络可能有助于防止不断恶化之间的联系《生物多样性公约》和活动的材料、制作电池持续更长的时间—一个假设，即工程师现在可以按照起来与物理实验。

该集团现在是采用同样的方法来研究，甚至更厚的阴极材料，以及进行其他模拟的关于如何减缓极的下降。 

来源：www.mining.com

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