可靠地监测可充电电池中锂(Li)的含量，特别是所谓的阴极活性材料(CAM)中的锂(Li)含量，是了解电池从制造到运行结束的状态的关键。然而，在不损坏电池的情况下直接跟踪电池中活性锂的可靠方法尚不存在。
现有的估算电池中锂含量的方法依赖于容量测量，描述了电池可以容纳多少电量，以及库仑效率值，这表明电池在循环过程中保留了多少电量。然而，这些测量并不总是准确的，因为它们没有考虑到不可预测的副反应、自放电和其他影响电池性能的因素。
爱达荷国家实验室和宾厄姆顿大学的研究人员最近开始测试不同配方和基本结构的锂电池在不同条件下的性能。根据他们发表在《自然能源》杂志上的研究结果，该团队设计了一个新的框架，可以帮助可靠地比较测试可充电电池时收集的数据与在不同条件下实际运行时获得的结果。
“我们研究的主要目的是找到一种可靠的方法来比较不同来源和条件下的电池测试数据和运行结果，因为这有助于推进电池技术和发展，”该论文的合著者Boryann Liaw告诉Tech Xplore。
“传统的电池容量分析是经验性的，严重依赖于测试协议和条件，缺乏可靠的比较框架。这项工作提供了一个热力学框架和方法，可以一致地比较各个方面的数据。”
利用过渡金属氧化物的理论容量，研究人员能够可靠地估计电池电极中的锂含量。这使他们能够监测电池电极和电解质界面成分的微小变化。
作为研究的一部分，Liaw和他的同事在广泛的条件下使用了12个具有不同化学配方和结构配置的Li-NMC(层状过渡金属氧化物阴极材料)电池。他们收集的结果被用来展示传统上难以执行的矩阵，概述了这些细胞之间的定量比较。
Liaw说:“我们引入了一个可靠的基本热力学框架和方法，可以以合理的定量方式比较各种电池测试数据。”“这种方法可以大大减少电池测试的资源和上市时间，实现有效可靠的电池制造、运营和管理策略，并提供安全可靠的供应链。”
Liaw和他的合作者最近设计的框架进一步揭示了随着时间的推移影响电池及其电极性能的变量。在未来，它可以帮助其他研究小组优化他们的电池技术，提高它们的性能和可靠性。这反过来又会促使人们推出具有更高存储容量和更长的寿命的新型可充电锂电池。
“我们现在计划与学术界和行业合作伙伴合作，扩大这种方法的应用，以帮助电池的研究和开发工作，”Liaw补充说。
更多信息:孟丽等，锂库存跟踪作为一种无损电池评估和监测方法，Nature Energy(2024)。DOI: 10.1038 / s41560 - 024 - 01476 - z。期刊信息:自然能源
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引用A f 框架，比较锂电池测试数据和运行期间的结果(2024年4月26日)，从https://techxplore.com/news/2024-04-f获取2024年4月26日 本文档 作品受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。的有限公司 内容仅供参考之用。
