11月1日消息, 一項最新研究已經解答了為何使用磷酸鐵鋰材料作為電池正極通常都會讓電池性能超出預期: 其中的秘密就源自於它內部的缺陷. 材料科學家Ming Tang在一篇新聞稿中稱: '我們都清楚這種材料效果非常好, 但是對於其中的真正原因科學家們一直爭論不休. 這種材料在許多方面並非如此優秀, 但是有時候又會超出人們的預期. '
研究人員發現, 在製造磷酸鐵鋰的過程中, 它晶格中的一些原子出現了一種名為反位缺陷的錯位現象. 科學家通過研究發現, 這種反位缺陷或許能夠解答這種材料令人敬佩的性能表現. 這種缺陷讓正極材料能夠從更大的表面區域釋放和收集鋰離子.
在此之前, 科學家們假定鋰離子只能夠在單一方向上移動, 這樣就限制了能夠釋放和吸收鋰離子的材料表面大小. 顯微成像技術和計算機模型讓科學家們能夠在電池充電過程中觀察到離子的運動狀態. 科學家們分析表明, 反位缺陷的存在讓離子出現了新的運動方向.
這種缺陷有效的增加了磷酸鐵鋰納米棒的表面活躍區域, 讓正極和電解液之間的鋰離子傳播更加高效. Tang聲稱: '大多數電池正極都被打造成薄盤的形狀來增加鋰離子的單向運動. 我們的發現改變了我們對磷酸鐵鋰最佳化形狀設計的看法. 這種缺陷的存在讓鋰離子能夠多方向運動, 這意味著我們讓性能最大化的設計標準是完全不準確的. '
即使是電池研究領域的專家們也並非全部了解鋰離子電池及其部件的電化學性能和過程. 但是隨著更多的科學家來設想和分析這些電化學過程和性能, 我們將能夠更多的對其進行完善, 讓鋰電池的性能儘可能的高效.
