韓國科學(xué)技術(shù)研究院公布消息稱，該院能源融合研究團(tuán)與全北碳融合材料中心聯(lián)合研究組利用透光電子顯微鏡對電動汽車用高容量陽級材料的候選物質(zhì)，即三元陽極物質(zhì)（NCM，LiNixCoyMnzO2）材料的充放電過程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在沖放電時(shí)，根據(jù)鋰離子移動速度變化出現(xiàn)的電極材料熱化程度的不同，可在各表面和散裝層不同構(gòu)造的多重長度范圍內(nèi)進(jìn)行檢測。該研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《TheJournalofPhysicalChemistryLetters》上。

在鋰離子電池充電時(shí)，通過內(nèi)部電解質(zhì)將鋰離子從陽級轉(zhuǎn)移至陰極，使得充電速度急速加快，但經(jīng)過鋰離子的電極和電解傳輸?shù)乃俣炔粔蚩鞎r(shí)，電池的容量和壽命將急劇減少。即使用一段時(shí)間后，電池的容量會不斷下降，并且反復(fù)急速充電會導(dǎo)致鋰離子電池的壽命大幅減少，這些問題阻礙了電動汽車的推廣。

研究團(tuán)隊(duì)利用多種透光電子顯微鏡分析技術(shù)（高分辨率影像技術(shù)分析法、電子波反射分析法、電子衍射分析法等），在三元陽極材料（NCM）中檢測出了在急速充放電時(shí)發(fā)生的熱能反應(yīng)。根據(jù)充電速度的快慢，電極物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化程度均有所不同，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的恢復(fù)程度也根據(jù)放電速度的快變而不同，即電極物質(zhì)的內(nèi)部變化恢復(fù)不完全時(shí)，會導(dǎo)致電池容量減少和縮短壽命。

研究組表示，開發(fā)二次電池最重要的是電池的安全性，希望這一研究結(jié)果能夠成為分析電極材料設(shè)計(jì)參數(shù)的參考，進(jìn)而設(shè)計(jì)下一代電池材料。