手机电池废得快？那是你充了太多回

科技日报(记者张梦然)可充电锂离子电池永远不会充满，经过充分的充电和再充电周期，最终报废。 现在，美国研究人员发现电池衰减背后的因素实际上是随时间变化的。 在初期，衰变似乎是由各个电极粒子的特性驱动的，但经过几十次充电循环，这些粒子如何组合更为重要。

这项最新发表在《科学》杂志上的新研究由美国能源部SLAC国家加速器实验室的研究人员和普渡大学、弗吉尼亚理工大学、欧洲同步加速器辐射设施的同事共同实施。 研究人员利用计算机视觉技术研究了构成电池电极的各个粒子如何随着时间的推移而分解。

研究人员表示，电池粒子就像人一样，"我们都开始走自己的路，但在途中遇到别人，最终会成群结队地朝同一方向前进。 为了了解峰值效率，不仅需要调查粒子的个体行为，还需要调查这些粒子在集团内的行为"。

研究者用x射线研究了电池的阴极。 经过10或50次充电循环，他们利用x射线断层扫描重建了阴极的3D图像。 他们将这些3D图像切割成一系列的2D切片，然后使用计算机的视觉方法识别粒子。

最后，他们确定了2000多个单独的粒子。 因此，不仅计算了大小、形状、表面粗糙度等各个粒子的特征，还计算了粒子之间直接接触的频率和粒子形状变化的程度等更多的全局特征。

研究人员接着发现，在10次充电循环后，最大的因素是各个粒子的特性，包括粒子球形程度和粒子体积与表面积的比率。 但是，50个循环后，配对和组的属性促进了粒子的分解。

研究人员表示，这不再是粒子本身，重要的是粒子与粒子的相互作用。 因为这意味着制造商可以开发控制这些特性的技术。 如果使用磁场和电场使细长粒子对齐，新的结果表明这将延长电池的寿命。