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慕尼黑工業大學觀察電池中的鋰分布 以優化充電

   2022-06-13 蓋世汽車9400
核心提示:據外媒報道,由慕尼黑工業大學(TUM)領導的研究團隊,深入探討在充放電過程中電池的內部工作原理,以優化充電過程。(圖片來源:慕尼黑工業大學)當電動汽車充電時,一開始充電指示器變化很快,到最后就會慢得多。該校的Anatoliy Senyshyn博士表示:“這就像是把

據外媒報道,由慕尼黑工業大學(TUM)領導的研究團隊,深入探討在充放電過程中電池的內部工作原理,以優化充電過程。


(圖片來源:慕尼黑工業大學)


當電動汽車充電時,一開始充電指示器變化很快,到最后就會慢得多。該校的Anatoliy Senyshyn博士表示:“這就像是把東西放在儲物間里,開始很容易,后來越來越難找到放東西的地方。”


充電過程前后的電池內部結構是已知的。現在,由慕尼黑工業大學領先中子和正電子研究中心Heinz Maier-Leibnitz Zentrum(MLZ)領導的研究團隊,首次利用材料科學衍射儀STRESS-SPEC觀測到在整個充放電過程中電池內的鋰分布。然后,研究人員使用高分辨率粉末衍射儀SPODI驗證了測量結果。


鋰離子分布很關鍵


在充電過程中,鋰離子從正極移至負極,放電時則反向移動。在此項研究中,研究人員發現,在充放電過程中,鋰的分布狀態不斷變化。Senyshyn表示:“當鋰分布不均勻時,在含鋰過多或過少的位置,無法在正、負極之間實現100%的鋰交換。然而,如果鋰均勻分布,可以提高電池的性能。”


研究人員利用高分辨率圖像,成功捕捉到電池中鋰的不均勻分布狀態。為了獲得整個電池中的情況,對一個又一個局部位置進行研究,并將這些單獨的圖像放在一起形成整體圖像。


在德國電子加速器(Deutsches Elektronen-Synchrotron)和歐洲同步輻射設施(ESRF)的幫助下,可以選擇部分微米級尺寸的位置。結果,研究人員發現,鋰不僅沿著電極層分布不均勻,在垂直于電極層的位置也是如此。

Senyshyn表示,這些觀察結果或將推動可充電電池的長期發展,例如用于電動汽車的電池。“電池中的鋰分布,對電池性能具有諸多影響。如果能更好地控制這些問題,未來就可以顯著提高電池性能。”


 
標簽: 充電 電池
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