由维多利亚·马丁内斯拍摄，加拿大光源
托比·邦德在BMIT光束线上调整电池样品
鸣谢:加拿大光源 加拿大光源(CLS)研究员托比·邦德利用X射线帮助设计具有更长寿命的强大电动汽车电池
他的研究发表在《电化学学会杂志》上，展示了电池的充电/放电循环如何导致物理损伤，最终导致能量储存减少
这项新工作指出了电池材料中形成的裂纹和携带电荷的重要液体的消耗之间的联系
邦德使用萨斯喀彻温大学加拿大光源的BMIT设备对电池内部进行详细的CT扫描
与Dr一起工作
达尔豪西大学的杰夫·达恩专门研究电动汽车的电池，研究的当务之急是将尽可能多的能量装入一个轻便的装置中
“充入更多能量的一个大缺点是，一般来说，你充入的能量越多，电池退化得越快，”邦德说
在锂离子电池中，这是因为充电会迫使锂离子进入电极材料中的其他原子之间，将它们推开
增加更多的电荷会导致材料更多的生长，当锂离子离开时，材料会收缩回来
在这种生长和收缩的多次循环中，材料中开始形成微裂纹，慢慢降低其保持电荷的能力
“它最终会导致电池中的材料从内向外碎裂
邦德说:“如果情况变得足够糟糕，它会导致电池内部的某些部分脱落。”
“如果它导致电池内部大规模损坏，那也会成为一个安全问题
" 从SC-NMC532/AG细胞的CT扫描获得的2D截面，该细胞在40℃下循环两年至UCV为4
2 V使用循环存储机制
每个电池的标签表示在C/3和100% DoD下进行的循环对之间的储存时间(以小时计)
电池STO-0连续循环(零小时储存)
鸣谢:电化学学会杂志(2022)
多伊:10
1149/1945-7111/ac4b83 长期以来，研究这个问题，以及涂层和其他处理方法在阻止它方面的有效性，在该领域一直是重要的
传统上，电池中裂缝的形成是通过拆开电池并在电子显微镜下观察单个颗粒来研究的
这破坏了电池，所以它不允许研究人员保存更大的结构，并看看这种裂缝可能对电池的其他部分产生什么影响
邦德说，通过在CLS使用X射线成像，研究人员可以在环境中研究这些影响，并了解裂缝如何引起电池其他部分的变化
在这项研究中，研究人员发现，随着电池中微裂纹的恶化，电池中的液体被吸入裂纹之间的额外空间，这可能不会留下足够的液体
“这是第一次有人能够捕捉到工作电池中同时发生的所有这些效应，”邦德说
“这种液体电解质的耗尽会导致严重的问题，因为电池的任何部分如果没有足够的液体，基本上都将停止工作
" 在这项研究中，Bond和他的同事们研究了多年来不断充电和放电到不同程度的电池，以及其他方面完全相同但从未使用过的电池
他们使用BMIT明亮的聚焦光收集的3D X射线扫描使他们能够精确地看到不同的材料如何受到使用的影响，无论是在微观尺度上还是在整个电池中
实用的外卖？研究小组发现，少量消耗电池比一直放电造成的损坏要小
这可能是因为随着时间的推移，电荷变化越小，电池电极材料上的物理应变越小
对于新的应用来说，理解这种效应是很重要的，例如长途运输、电动飞机以及使用停放的电动车辆来存储和输送能量到电网中
这些情况通常需要在充电前使用更多的电池容量
“随着我们开始用电动汽车取代越来越多的燃烧驱动汽车，了解电池在不同条件下的表现非常重要，”邦德说
“研究这些问题非常令人兴奋，当我们尝试新方法时，我们真的需要同步加速器这样的工具来了解电池内部发生的事情的细节
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