“对电池故障的最完善研究就是光明”

一个国际研究小组刚刚在高级能源材料上发表了电池故障中发生的最广泛的研究，关注着电池的不同部分。 esrf (欧洲同步加速器)在法国的作用对其成功至关重要。

我们正经历着你已经给手机充电，在短时间内采用手机后，电池电量异常迅速下降的事件。 电子产品似乎以不均匀的速度失去电力，这是由电池的异质性引起的。 给手机充电的时候，最上层先充电，最下层充电。 如果顶部表面水平充电，手机可以表示已经完成，但底部不能充分充电。 使用下层作为指纹会导致上层过度充电，从而带来安全问题。

实际上，电池由多个不同的部分组成，表现不同。 固体高分子有助于固定粒子，碳添加剂提供电连接，活性电池粒子储存并释放能量。

来自esrf、slac、弗吉尼亚理工大学和普渡大学的国际科学家团队希望了解并量化锂离子电池故障的原因。 在此之前，在失败期间放大阴极中的各个区域和粒子，或者缩小在不提供足够微观细节的情况下注意细胞水平的行为。 目前，该研究提供了第一个具有前所未有的微观结构细节的全局视图，以补充电池文献现有的研究。

如果有完美的电极，每个粒子应该用同样的方法工作。 但是，电极非常不均匀，同时含有数百万个粒子。 不能确保各个粒子展示同样的方法。

为了克服这一挑战，研究小组严重依赖同步加速器x射线方法，使用两个同步加速器设备研究了电池内的电极、esrf、法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器和美国斯坦福大学的slac国家加速器实验室。 据弗吉尼亚理工大学助理教授冯林说，esrf能够以更高的分辨率研究更多的电池粒子。 用slac进行了互补实验，特别是纳米分辨率x射线光谱显微镜。

硬x射线相位表明，各个粒子对纳米色谱图像在整个电极厚度上有明显的分辨率。 这样，使用电池后，可以跟踪单个粒子的损伤程度。 这篇文章约一半的数据来自esrf、esrf的科学家，这篇论文的第一作者杨杨这样解释道。

在实验之前，我不知道我们能研究这些粒子。 将单一的活性电池粒子成像是业界的焦点。 为了制造出更好的电池，需要最大化每个粒子的贡献、叶益金和slac科学家。

在弗吉尼亚理工大学的实验室制造材料和电池，用esrf和slac测试充电和分解行为。 普渡大学助理教授赵克杰指导了该项目的计算建模工作。

该出版物的发现为粒子的利用和电池褪色提供了诊断方法。 这可以在工业上设计电极以改善如何快速给电池充电。 杨总结说。

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