盖世汽车讯 快速充电锂离子电池随处可见，为手机、笔记本电脑和电动汽车等各种设备供电，但这种电池也因过热或起火而臭名昭著。
据外媒报道，威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin–Madison）的一名机械工程师利用一种创新的计算模型，对导致锂离子电池失效的现象有了新的认识。
图片来源：威斯康星大学
该模型由威斯康星大学麦迪逊分校机械工程系助理教授Weiyu Li开发，解释了锂镀层现象，即快速充电会触发金属锂在电池阳极表面堆积，导致电池性能更快下降或起火。这一知识可能有助于开发出更安全、使用寿命更长的快速充电锂离子电池。
到目前为止，人们还没有很好地了解引发锂镀层的机制。利用该模型，Li研究了锂离子电池中石墨阳极上的锂镀层。该模型揭示了离子传输和电化学反应之间复杂的相互作用如何驱动锂镀层。相关研究论文发表在期刊《ACS Energy Letters》。
“使用这个模型，我能够建立关键因素（例如操作条件和材料特性）与锂镀层开始之间的关系，”Li表示。“根据这些结果，我创建了一个图表，为缓解镀层的策略提供基于物理的指导。该图表使这些发现非常容易理解，研究人员可以利用这些结果而无需进行任何额外的仿真。”
研究人员可以利用Li的研究成果，不仅设计出最好的电池材料，更重要的是，设计出可以延长电池寿命的充电协议。
“这种基于物理的指导很有价值，因为它使我们能够根据充电状态和材料特性，确定在充电过程中调整电流密度的最佳方法，以避免锂电镀，”Li表示。
之前对锂镀层的研究主要集中在极端情况。值得注意的是，Li的模型提供了一种在更广泛的条件下研究锂镀层发生的方法，从而能够更全面地了解这一现象。
为了，Li计划进一步开发该模型，将应力产生等机械因素纳入其中，以探索它们对锂镀层的影响。
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