2021年8月27日Alex Smith评论
锂离子电池表现出较差的寒冷天气性能的事实是众所周知的，这对其中一些最重要的应用程序有影响，从威斯康星州冬天开始电动汽车在火星上飞行无人机。
由美国航空航天局的火星坚持不懈的流动者看到的无人机聪明才智。SLAC研究人员正在努力了解远方行星 - 或中西部冬季的极端温度的影响 - 在那些像这样的可充电电池上。图片来信：美国宇航局/杰普尔 - 卡特克/亚利桑那州立大学/马林空间科学系统。亚博老虎机网登录
能源部的研究人员SLAC国家加速器实验室现在发现了这个问题的一个被忽视的特征。锂离子电池在低于冰点的温度下储存会使电池的某些部分破裂，与周围的材料隔离，从而降低电池的储电能力。亚博网站下载
SLAC科学家刘益金(Yijin Liu)和博士后李冀舟(Jizhou Li)试图在分析阴极(电池使用时电子流入的部分)在寒冷天气下的性能时，实现这一突破。初步研究发现，在0°C以下的温度下存储阴极，与在更高温度下存储的电池相比，电池在充电100次后损失的容量最多可达5%。
要理解其背后的原因，科学家们转向斯坦福Syanford同步辐射光源和机器学习方法的X射线分析技术的组合，李在过去几年中一直在努力。
该组合有助于它们确定单独的阴极颗粒。yabo214这意味着该团队可以立即研究成千上万的颗粒，只有只有少数人可以只用眼睛确定。yabo214
刘教授说，这些方法共同揭示了低温是阴极内部肉丸状粒子收缩的原因，并在此过程中使它们破裂——或者使旧的裂缝更加严重。yabo214由于材料的膨亚博网站下载胀和收缩方式往往会随着温度的变化而变化，极端的寒冷也导致了阴极与周围材料的分离。
刘认为这些结果表明很少有可能的修复。研究人员可以通过寻找与其温度响应有关的电池材料来解决的分离问题。亚博网站下载这也可以帮助提高其他电池，因为所有电池均匀加热并冷却后，所有电池都在扩大和合同。
通过工程电池内的各种粒子结构- - - - - -特别是，使它们使用更光滑，较少的丸子样粒子 - 科学家可以帮助防止裂缝和提高锂离子电池的长期容量。yabo214
该研究得到了国家科学基金会的补助金的财务支持。亚博老虎机网登录SSRL是一个科学用户设施的DOE办事处。亚博老虎机网登录
期刊引用:
李,J。等．（2021）多相，多尺度化学机械在极低温度下：电池电极在宽温度范围内运行。先进的能源材料亚博网站下载．doi.org/10.1002/aenm.202102122．
来源：https://www6.slac.stanford.edu/