揭秘电池性能退化的根源：研究团队探寻自放电之谜，为未来电池与储能技术革新铺路

随着科技的发展，电池已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是手机、电动汽车还是可再生能源存储系统，电池都扮演着至关重要的角色。
电池会随时间推移逐渐丧失容量，这是旧手机耗电更快的原因，也是电动汽车续航距离逐渐缩短的原因。
近日，美国科罗拉多大学博尔德分校领衔的国际研究团队揭示了电池性能退化的根本原因，这一发现对于开发更优秀的电池、推动电动汽车和储能技术发展、加快向清洁能源转变具有重要意义。

一、电池性能退化的挑战

长期以来，科学家一直在努力解决电池性能退化的问题。
其中，旧电池自放电率更高是一大难题。
自放电意味着电池内部的化学反应会随时间推移减少储存的能量，并降低电池容量。
这一现象在电动汽车电池中尤为明显，大多数电动汽车电池在使用7—10年后就需更换。

二、研究团队探寻自放电原因

为了深入了解电池自放电的原因，此次研究团队对锂离子电池的工作机制进行了详细调查。
在典型的锂离子电池中，携带电荷的锂离子通过电解质从电池的一侧（阳极）移动到另一侧（阴极）。
在这个过程中，带电离子的流动形成电流，为电子设备供电。
而当电池充电时，带电离子的流动方向反转，将它们返回阳极。

过去普遍认为，电池自放电是因为在充电过程中并非所有的锂离子都会返回阳极，导致可用于形成电流和提供电力的带电离子数量减少。
研究团队通过利用美国阿贡国家实验室的先进光子源（一种强大的X射线机）发现了更深层的原因。

三、氢分子移动导致自放电

研究团队发现，在电池电解质中的氢分子会移动到阴极，并占据锂离子通常结合的位置。
这一过程中，氢分子与电解质中的其他成分发生反应，导致锂离子在阴极上的结合位点减少。
这使得可用于形成电流和提供电力的带电离子数量降低，从而导致电流减弱，电池容量降低。
这一发现为我们揭示了电池自放电的根本原因。

四、对未来电池与储能技术的影响

这一发现对于未来电池技术的发展具有重要意义。
了解电池性能退化的根本原因将有助于科学家开发更稳定的电解质，以减少氢分子的移动和反应，从而提高电池的寿命和性能。
这将为电动汽车提供更远的续航距离，也为手机和其他电子设备提供更长的使用时间。

这一发现还将推动储能技术的发展。
随着全球对可再生能源的需求不断增长，如何有效地储存这些能源成为了一个重要问题。
通过开发更优秀的电池和储能技术，我们可以更好地利用太阳能、风能等清洁能源，推动全球能源结构的转变。

美国科罗拉多大学博尔德分校领衔的国际研究团队揭示了电池性能退化的根本原因，这一发现对于开发更好的电池、提高电动汽车续航距离、推动储能技术发展以及加快向清洁能源转变具有重要意义。
随着科技的进步，我们期待在未来看到更稳定、更高效、更环保的电池技术问世。

标签： 阴极、 离子、 电池、 自放电、 研究、

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