你的手机电池可能正在“漏气”，难怪越来越不耐用

主要观点总结

研究发现锂离子电池自放电的新原因——阴极活性位点被占，可能是氢原子在阴极表面积聚导致。利用先进技术如X射线吸收光谱和XAFS技术揭示自放电过程中的价态变化和氢的移动情况。

关键观点总结

关键观点1: 锂离子电池自放电现象及影响

锂离子电池会发生自放电现象，过多自放电可能导致电池内部结构损坏和电容量损失，缩短电池寿命。

关键观点2: 新发现导致电池自放电的原因

美国科罗拉多大学博尔德分校的教授迈克尔·F.托尼与同事找到了导致电池自放电并退化的新途径，即氢原子在阴极表面积聚的过程可能诱发自放电和电池退化。

关键观点3: 研究方法和过程

研究者利用近边X射线吸收精细结构（NXAFS）技术监测电池开路电压，揭示阴极材料中过渡金属的价态变化。通过替换电解质溶剂中的氢为氘，并利用高能X射线成像和质谱追踪氘的移动情况，发现氢原子是从电解质的溶剂中‘泄露’出来，并迁移到阴极表面与镍发生反应。

关键观点4: 技术挑战和突破

利用先进的X射线技术，如X射线吸收光谱（XAS）和XAFS，揭示材料的价态和配位环境。通过美国阿贡国家实验室的先进光子源，研究者能够在原子水平上观测锂离子电池内部阴极材料加氢的过程。

关键观点5: 未来展望和改进方向

了解导致电池退化的原因后，才能改进电池的设计。这次研究揭示了氢原子在阴极表面积聚的影响，为改进电池设计提供了方向。

文章预览

图片来源：Pixabay 在最近发表于《科学》的研究中，研究者发现了一个新的可解释锂离子电池自放电的原因——可以说是电池里面在“漏气”，导致阴极活性位点被占？ 撰文 | 王怡博 审校 | 王昱 就算你不用手机，或是电动车停着不动，它们的电量也会慢慢丢失。事实上， 所有的充电电池都会发生类似的自放电现象 。 虽然这是一个正常的过程，那些电池会随着时间推移自然失去电量，但如果 锂离子电池自放电过多，就可能导致过度放电，损坏电池的内部结 构 。这还可能进一步导致永久性的电容量损失（通俗地说就是电池健康下降），影响电池可以承受的充/放电循环次数，从而缩短电池的整体寿命。因此， 弄清楚锂离子电池自放电的起因并加以改进 ，就显得尤为重要。 根据现在流行的说法，这种现象主要与锂离子损失有关，不过仍存在争论。 ………………………………