注 册 | 会 员 登 录 | | APP下载

手机电池越来越不耐用?原来是“锂电池”的锅!

被称为离子的颗粒实际上在电解质中来回循环和流动。这会在电池内部产生随机密集的离子,从而产生大量热量,损坏电池的使用寿命。

为什么你的手机电池在新的时候持数天,但在一年后的几个小时就只能用一天了?来自《路透社》的报道称,最新研究揭示了锂离子电池如何降解并为更持久的电池铺平道路。

科学家终于揭开了为什么智能手机电池在使用一年左右之后会出现电池寿命迅速衰减的秘密。根据最新调查结果,人们普遍理解的锂离子电池工作原理是不正确的。它们不是带电粒子在电池内部以单一,均匀的方向流动,而是以随机的运动模式来回移动。根据研究人员的说法,这些最新研究成果可用于制造新型电池,使电池持续更长时间并保持电量而不会损坏电池的使用寿命。科学家表示,这可能可以促进于电动汽车的大规模推广,以及改善全球数十亿依靠电池运转的小工具的使用寿命。

这项突破性的研究来自斯坦福大学,麻省理工学院和巴斯大学的研究人员,他们发现我们对锂离子电池(这种类型为我们最喜爱的手机、电脑以及其他小电器提供动力)的理解是不正确的。已知带电粒子通过材料(电解质)在正电极和负电极之间流动,并且该运动产生电荷。然而,之前认为锂是各向异性的,这意味着它在单一方向上流动,颗粒以单一、均匀的方式通过电池。然而,现在已经发现,现实是非常不同的,并且被称为离子的颗粒实际上在电解质中来回循环和流动。这会在电池内部产生随机密集的离子,从而产生大量热量,损坏电池的使用寿命。

结果,电池失去了保持电量的能力,我们经常发现自己更经常地依赖便携式充电宝。

斯坦福大学助理教授William Chueh说:'我们使用了来自加速器的非常强大的X射线,我们正在使用这些X射线来观察这些单独的纳米颗粒。“我们最初的期望是锂只在某些方向上移动。 我们实际看到锂的走向是不符合我们原先理解的方向。该研究利用斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的设施,让科学家团队在纳米尺度上研究电池的工作细节。Chueh博士详细阐述了这一现象,并解释说以前的理论没有说明液体如何与固体相互作用。他说:“有点像太空,我们考虑粒子在真空中的表现,但电池内部不是真空的,它充满了液体。”该团队相信他们将能够通过改变运输路径来解决这个缺陷,并在未来开发出更耐用的电池。

那么问题来了,锂离子电池究竟如何工作?

实际上,锂离子电池通过将电子从电池的一端“移动到另一端”来存储和释放能量。我们可以利用来自那些移动电子的能量来为我们工作,比如为钻机提供动力一样。

电池的这两个“端”称为电极。 一个称为阳极,另一个称为阴极。通常,阳极由碳制成,阴极由称为金属氧化物的化合物制成,如氧化钴。

最终的电池成分称为电解质,它位于两个电极之间。在锂离子电池的情况下,电解质是含有锂离子的盐溶液。锂电池也因此得名。将电池放入设备时,带正电的锂离子会被吸引并向阴极移动。一旦阴极被这些离子轰击,阴极就会比阳极充电更多,这会吸引带负电的电子。随着电子开始向阴极移动,我们迫使它们穿过我们的器件并利用电子流向阴极的能量来产生电能。你可以把它想象成水轮,除了在这里不是水流动,而是电子流动。

锂离子电池特别有用,因为它们是可充电的。当电池连接到充电器时,锂离子以与以前相反的方向移动。当它们从阴极移动到阳极时,电池恢复供另一次使用。与其他电池相比,锂离子电池每单位重量也可以产生更多的电力。这意味着锂离子电池可以存储与其他电池相同的功率,但可以在更轻更小的体积中实现。

具体我们是如何为电池充电的呢?

简单来讲,电池由三个部件组成:正电极,负电极和电解质。当电池正在充电时,锂离子从正电极中提取并通过晶体结构和电解质移动到负电极,在那里它们被存储下来。此过程发生得越快,电池充电的速度就越快。制造电池的材料会严重限制该速率。石墨是负极的常用材料,因为它能很好地接受正离子并具有高能量密度。在寻找新的电极材料时,研究人员通常会尝试使颗粒变小。然而,制造具有纳米颗粒的实用电池是困难的,因为它与电解质产生许多棘手的化学反应,因此电池不会持续那么长,而且制造成本昂贵。

  • 生产日期“易除抹”不是个小问题
    江苏省消保委日前发布预包装食品生产日期“易除抹、易脱落”问题体验调查报告。
  • “互联网+医疗健康”须明确各方责权利
    日前,河南省政府办公厅印发《关于促进“互联网+医疗健康”发展的实施意见》,并提出,到2020年,基本形成“互联网+医疗健康”服务体系。
  • 以史为鉴,吾辈当自强
    伤痛纵然结痂,记忆不会风化,在充满仪式感的缅怀中,每个程序都写满哀伤与肃穆,每种追思都有历史纵深感,在与历史的对望中,不只是完成一种仪式,更是表达我们的价值取向。
  • 《平凡的世界》对当代青年影响最大的启示
    中国青年报社联合“志愿中国”和共青团中央官微进行“改革开放40年”大型青年调查显示,在40年灿若繁星的文学作品中,对青年影响力最大的文学作品依然是《平凡的世界》。
  • 中青报:“抽了血倒掉”的假体检骗了多少人
    一个旨在提供健康辅导、健康咨询、疾病预防的机构,如果缺乏高水平人才,显然不可能做得好,遑论赢得公众的信赖。
  • 神木少女案:社会当正视“黑暗青春物语”
    陕西神木14岁少年张浩在强迫一名15岁女孩卖淫、将其殴打致死后,和白天宇、乔力、杨静等几名同伴将女孩分尸、掩埋。近日,此案告破,而几名嫌疑人均为正值青春期的未成年人。
  • 受害者的沉默就是对酒托的纵容
    2018年10月,四川绵阳市公安局城北分局破获了以犯罪嫌疑人卢兴波为首的“酒托”诈骗犯罪团伙。11月20日,警方在网上公开了涉案在逃人员信息。其中,女孩卿晨璟靓因为颜值高被网友戏称为“最美通缉犯”。日前,被贴上“最美”标签的卿晨璟靓,选择主动到公安机关投案。
  • 金曲下架,版权保护不下架
    凝聚知识产权保护的共识,离不开过去各项改革事业的推进;未来提升保护观念与工作水平,更需要“刀刃向内”的有力举措。
  • 期待更多能工巧匠支撑“中国制造”
    中国是世界第一制造业大国,从事制造业的人员达2亿多。
  • 人民日报评基因编辑:科技发展不能把伦理留在身后
    今天,一对基因编辑婴儿成了舆论的焦点。在第二届国际人类基因组编辑峰会召开前一天,有消息传出,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿已于11月诞生。据称,因基因经过修改,这对双胞胎出生后即能天然抵抗艾滋病。
  • 应该用什么眼光看孔乐琪
    如果将中式的含蓄以西方的幽默手法表达出来,这也真是学贯中西的一种体现,这也是网上对孔乐琪演讲赞赏声一片的根本原因。
  • 辱人绰号属欺凌:别拿言语暴力不当回事
    11月12日,广东省教育厅官网挂出13部门联合印发的《加强中小学生欺凌综合治理方案的实施办法(试行)》,其中明确规定,“给他人起侮辱性绰号的”属于校园欺凌,在被治理的范围之内。
  • 社评:中菲修好的成果首先落到了地区内
    习近平主席于20日至21日对菲律宾开展国事访问,广受国际舆论关注。习近平主席于2015年参加在菲律宾举行的APEC峰会,而中国国家主席对菲的上一次国事访问则要追溯到2005年。
  • “管狗”的关键是“管养狗的人”
    加拿大所谓“养狗规则”主要聚焦于严明“养狗的人”养狗及违规所需承担的责任,且条款明晰、处罚严厉、追责认真。
  • “漫威之父”去世,留下名为“勇气”的遗产
    斯坦·李是美国漫画界元老级人物,他创作了《神奇四侠》《蜘蛛侠》《钢铁侠》等知名超级英雄。
  • 辛识平:从“买买买”感受中国开放的魅力
    今年“双11”则以2135亿元人民币的单日成交总量,演绎了一场全球购物狂欢。成交数字就是真金白银的“市场选票”,投给中国,更投向未来。
  • 卖断货的小说别流于阅读虚浮
    近日,在书业市场掀起了一股“金庸小说热”。据悉,从香港到内地,很多读者开抢金庸小说,一些书店已经卖断了货,措手不及的书商为此紧急联系出版社,请求尽快补货。
  • “双十一”见证中国经济内在活力
    “双十一”不仅仅是我国消费的晴雨表,还是我国科技发展、基础设施增加等经济内在活力不断提升的晴雨表。
  • 社评:中澳修复民间感情比恢复政治关系难
    澳大利亚外长佩恩星期三到访中国,这是澳外长时隔两年多第一次访华。在佩恩来北京之前,澳贸易部长伯明翰在上海参加了首届中国国际进口博览会,这一切标志着两国关系的回暖。
  • “双11”购物节 少点套路行不行
    让消费者放心、安心地购物,才是“双11”作为购物狂欢节的根本。
重庆华人会信息技术有限公司
华人会(深圳)互联网有限公司
华人会国际开发有限公司
备案号:粤ICP备16030660号-1
HRH (SHENZHEN) CO., LTD.   Copyright © 2015-2018 hrh.org   All Rights Reserved.
客户服务:service@hrh.org   商务合作:cobiz@hrh.org