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摘要：加州理工學(xué)院（霍華德的供職大學(xué),，一定很靠譜）的研究者們詳細探究了如何用較高溫度來分解這些枝晶——并可能延長電池壽命,。6 _ r- t9 ?" f$ ^/ D
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【高工鋰電綜合報道】
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不要現(xiàn)在就急著把你的電子設(shè)備塞進烤箱，不過為了更長的電池壽命,，有一天你可能會把它們在不使用時烤一烤。隨著時間推移,，充電電池內(nèi)的電極會長出微小的樹枝狀細絲,，稱為樹突或枝晶，這會造成短路報廢電池,，甚至點著起火,。但感謝新的實驗和計算機模擬，加州理工學(xué)院(霍華德的供職大學(xué),，一定很靠譜)的研究者們詳細探究了如何用較高溫度來分解這些枝晶——并可能延長電池壽命,。
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9 R% y% O) |4 I1 C* L% u 電池由正極和負極組成，當電池產(chǎn)生電流時,，電子從陽極流出,，通過外部電路,，再流回陰極,。陽極(鋰等導(dǎo)電金屬構(gòu)成)中的一些原子失去用來產(chǎn)生電流的電子后變成離子，然后通過稱為電解質(zhì)的導(dǎo)電液體介質(zhì)移動到負極,。5 t+ M1 l7 V% E# ~7 {, b
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給電池充電反轉(zhuǎn)這個過程,，離子返回并附著回陽極上,，但當它們這樣做時，離子附著并不均勻,，相反,，它們形成微觀的凸起，多個充電周期后,，最終生長成為長長的分支,。當這些樹突抵達并接觸陰極時就造成短路，這時電流就流經(jīng)樹突而非通過外部電路,，致使電池失效死亡,。
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電流也會加熱樹突，而且由于電解質(zhì)經(jīng)常是易燃物,，樹突可能會引發(fā)起火,。即使樹突不短路電池，它們也能整個從陽極上斷落,，在電解液中到處漂浮,，這樣陽極就損失了材料，而電池也就不能存儲同樣多的電量,。" i* w( f. M1 q* z3 ^$ O5 e8 ?
3 {+ `; a$ W/ q9 F0 c" U “樹突很危險,，還會降低充電電池容量，”加州理工學(xué)院科學(xué)家Asghar Aryanfar說,。他領(lǐng)導(dǎo)的這項新研究本周發(fā)表在美國物理聯(lián)合會出版的《化學(xué)物理學(xué)報》封面上,。盡管研究者們研究的是屬于最有效的種類的鋰電池，但他們的成果是可以廣泛應(yīng)用的,�,！爸栴}對所有可充電電池都是普遍的，”他說,。
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& V1 ^& r6 @. r9 _" V7 b0 l, K8 k 研究者們在測試電池上生長出鋰枝晶并把它們加熱幾天,。他們發(fā)現(xiàn)高至55攝氏度的溫度使樹突縮短了多達36%。為了弄清楚究竟是什么導(dǎo)致了這種縮水,，研究者們使用計算機來模擬熱量對構(gòu)成枝晶的單個鋰原子的影響,，模型使用了簡化的、理想化的金字塔幾何形狀,。
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模擬結(jié)果顯示溫度升高觸發(fā)原子以兩種方式移動,。金字塔頂端的原子可能下落到較低高度，或者較低高度上的原子能移動并留下空穴,，隨后被另一個原子填補,。這些原子進行洗牌運動，產(chǎn)生足夠推倒枝晶的運動。
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5 x( b2 e$ Q. N9 H* M' V Aryanfar說,，通過量化需要多少能量才能改變枝晶結(jié)構(gòu),，研究者們能更好地了解它的結(jié)構(gòu)特征。雖然有許多因素影響電池在高溫下的壽命——例如其自放電傾向或另外發(fā)生的其它化學(xué)反應(yīng)——這一新研究表明復(fù)活電池所需的也許只是稍加炭烤,。
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發(fā)表于 2015-10-8 20:31:08
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