密西根大學實證鋰離子電池正極裂痕可望加速電動車充電

 

刊登日期:2023/10/12
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美國密西根大學(University of Michigan)的研究證實,鋰離子電池正極形成的龜裂雖然會縮短電池的使用壽命,但同時亦可縮短電池的充電時間。電動車電池的正極由鋰、鎳、鈷等金屬氧化物的微粒子所構成,理論上,充電速度取決於正極微粒子的表面積與體積之比,顆粒越小,表面積與體積之比越大;由於鋰離子通過粒子的擴散距離較短,因此充電速度應該更快。然而既有技術無法直接測量每個正極粒子的充電特性,只能測量粒子的平均特性,因此充電速度與粒子大小之間的關係僅止於假設。
 
有鑑於此,密西根大學利用了神經科學中一般常用於檢查個別腦細胞如何傳遞電訊號的設備進行了微粒子測量。研究團隊設計了一項配置100個微小電極的2x2 cm裝置,並使用比人類頭髮細小70倍的針測量了電極設備上每個粒子的充電速度。實驗結果顯示,正極粒子的充電速率與粒子大小並未有依存關係。研究人員對此意料之外的結果,推測是因為帶有龜裂的大粒子可如同一群小粒子般發揮作用。許多電動車製造商為了避免龜裂造成電池壽命縮短而盡量將龜裂控制在最小限度。然而研究人員表示「龜裂去除後,因無龜裂而形成的追加表面積,電池粒子或將無法快速充電」。

資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/230914_lithium-ion-batteries.html
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