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可充電鋰離子電池無法永久使用。隨著時間推移，電池的電荷保持能力逐漸減弱，最終失效。新的研究表明，其中一個原因可能是氫原子。 美國斯坦福大學(xué)的研究人員在《科學(xué)》（Science）雜志上發(fā)表研究指出，不受歡迎的氫質(zhì)子占據(jù)了電池正極的分子空隙，導(dǎo)致能儲存帶電鋰離子的空間減少，而正是這些鋰離子維持電池反應(yīng)性并幫助導(dǎo)電。 這項研究發(fā)現(xiàn)，當電池電解質(zhì)（本應(yīng)運輸鋰離子）無意間將氫釋放到正極或負極時，會引發(fā)不希望發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。這“引發(fā)了各種各樣的問題”，降低電池容量和壽命。 過去，電池能量損失的解釋多集中于鋰離子的運動，但由于氫原子體積小且難以觀測，因此研究較少。為了解氫的作用，研究人員將電解液中的氫換成了較重的同位素氘，并利用高功率X射線和質(zhì)譜技術(shù)追蹤氘的運動。研究表明，氫是導(dǎo)致電池負極電荷損失的“主導(dǎo)因素”。 這項研究加深了對電池內(nèi)部復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的理解，提示了通過調(diào)整電池成分來延長電池壽命的可能方法。然而，該研究僅評估了一種電池類型，后續(xù)還需進一步驗證其他類型電池的適用性。 《科學(xué)通訊》網(wǎng)站（www.sciencenews.org） |
