科技日報訊 (記者張夢然)可充電鋰離子電池不會(hui) 永遠滿格，經過足夠多的充電和再充電循環後，它們(men) 最終會(hui) 報廢。現在，美國研究人員發現，電池衰減背後的因素實際上會(hui) 隨時間而變化。早期，衰變似乎是由單個(ge) 電極粒子的特性驅動的，但經過數十次充電循環後，這些粒子如何組合在一起更為(wei) 重要。

　　這項近日發表在《科學》雜誌上的新研究，由美國能源部SLAC國家加速器實驗室研究人員以及普渡大學、弗吉尼亞(ya) 理工大學和歐洲同步加速器輻射設施的同事共同實施。研究人員使用計算機視覺技術，研究構成電池電極的單個(ge) 粒子如何隨著時間的推移而分解。

　　研究人員表示，電池粒子就像人一樣，“我們(men) 開始都走自己的路，但途中我們(men) 會(hui) 遇到其他人，最終我們(men) 會(hui) 成群結隊，朝著同一個(ge) 方向前進。要了解峰值效率，我們(men) 不但需要研究粒子的個(ge) 體(ti) 行為(wei) ，還需要研究這些粒子在群體(ti) 中的行為(wei) 方式”。

　　研究人員用X射線研究了電池陰極。在經曆了10或50個(ge) 充電周期後，他們(men) 使用X射線斷層掃描重建了陰極的3D圖像。他們(men) 將這些3D圖片切割成一係列2D切片，並使用計算機視覺方法來識別粒子。

　　最後，他們(men) 確定了2000多個(ge) 單獨的粒子，為(wei) 此他們(men) 不僅(jin) 計算了單個(ge) 粒子的特征，例如大小、形狀和表麵粗糙度，還計算了更多的全局特征，例如粒子彼此直接接觸的頻率以及粒子形狀的變化程度。

　　研究人員接著發現了一個(ge) 引人注目的模式：在10次充電循環後，最大的因素是單個(ge) 粒子的特性，包括粒子的球形程度以及粒子體(ti) 積與(yu) 表麵積的比率。然而，在50個(ge) 循環之後，配對和組屬性推動了粒子分解。

　　研究人員表示，這不再隻是粒子本身，重要的是粒子—粒子相互作用，因為(wei) 這意味著製造商將可開發控製這些特性的技術。如使用磁場或電場將細長的粒子彼此對齊，新結果表明這將延長電池壽命。