科學家終於搞清了鋰離子電池老化的一個重要機理

數碼產品的使用者們發現，隨著時間的推移，電池容量總會損耗掉一些。雖然剛買來時的續航表現還不錯，但經歷 2 年頻繁的充放電之後，它就完全是兩個樣了。

好消息是，美國能源部的科學家們，最近似乎搞清楚了導致電池“縮容”的其中一種機理，未來有望想出應對的策略。在一顆常見的鋰離子可充電電池中，鋰離子可以在陰陽兩極的電解液中穿行，從而產生為設備供能的電流。而所謂的容量，可簡單理解成電池中（在充放電時）來回跑的鋰離子體積。

當錳離子（上圖灰色）被從電池的陰極（藍色區域）剝離時，就會與電池陽極（金色區域）附近的電解液發生反應，並捕獲鋰離子（上圖綠黃色）。【製圖：Robert Horn / 來源：阿貢國家實驗室】

美國能源部的這項研究發現，組成電池電極的材料經常會破裂分解，使得某些金屬離子（這裡特指錳元素）可以自由浮動並跑到相反的電極那，然後困陷住鋰離子。

隨著時間的推移，越來越多的鋰離子不能投入正常工作（被鎖住），電池的容量也因此而逐漸降低，最終導致無法繼續提供理想的續航時間。

研究論文合著者 Daniel Abraham 解釋到：“這與電極上錳元素的‘管理’、以及被‘困住’的鋰離子數量有著嚴格的相關性。不過現在，我們已經知曉了幕後的這種機制，將來會找到辦法去克服它”。