電池的耐用程度一直讓研究人員非常糾結(jié)，因為無論電池的容量多大，如果不能重復(fù)多次充電就沒有意義。我們都知道鋰電池會隨著使用而減少容量，但從來就沒有人知道為什么。近日，美國能源機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了電池“衰老”的原因：納米尺寸的晶體。

學(xué)者仔細(xì)研究了現(xiàn)代電池陰陽極的材料，他們發(fā)現(xiàn)這些材料直接會在使用過程中受到腐蝕，但腐蝕的機(jī)制尚未明確。 Brookhaven National Laboratory的團(tuán)隊通過透射電子顯微鏡觀察高質(zhì)量鎳氧陰極，并記錄它們在反復(fù)充放電時的變化。

該實驗表明，當(dāng)鋰離子通過陰陽極的時候，會“卡”在離子通道當(dāng)中，它們會和鎳氧化物反應(yīng)，并生成微小的晶體。這些晶體會改變電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，并讓其他離子無法高效的反應(yīng)，從而減少了可用的電池容量。令人驚訝的是，這樣的衰弱是隨機(jī)的，并沒有任何規(guī)律可言。

鋰電池不夠完美的原因在于，電池的元件本來就不完美。無論我們多么注意陰陽極的結(jié)構(gòu)，微小的損傷就會產(chǎn)生晶體。就像煮水的時候，表面不平的容器更容易讓熱水產(chǎn)生氣泡?？梢赃@樣說，只要電池材料有缺口，納米晶體就會產(chǎn)生。

美國能源機(jī)構(gòu)還發(fā)起了第二項研究，探索充電速度對電池容量的影響。他們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代電池體積越來越小，這反而會減短電池的壽命。電池的體積越大，充電速度越快，納米晶體形成的就越慢。