科学家揭示电池老化机制，重塑电动车单晶电池设计
据IT之家12月30日消息，电池起火、续航衰减以及过早故障，一直是困扰电动汽车发展的几大难题。
免费影视、动漫、音乐、游戏、小说资源长期稳定更新！ 👉 点此立即查看 👈
如今，科学家表示，电池老化背后一个最令人棘手的谜团终于被揭开了，而且这一发现的测量精度达到了十亿分之一米级别。
美国阿贡国家实验室与芝加哥大学普利兹克分子工程学院的研究人员发现了一类新型锂离子电池未能达到预期寿命的原因，这类电池曾被认为更安全、续航更持久。他们的研究成果，或将重塑未来电动汽车电池的设计思路。
这项研究聚焦于高镍锂离子电池，这是一种在电动汽车中被广泛应用的电池类型。传统的高镍电池采用由众多微小晶体构成的多晶正极，而研究人员为了提升电池耐用性、防止开裂，逐渐将研发方向转向了单晶正极。但单晶电池的表现并非总能更胜一筹，尽管单晶正极不存在多晶材料中常见的、容易引发裂纹的晶界，电池依旧会出现老化现象，这一问题不仅令科学家们困惑不已，也引发了人们对电池寿命与安全性的担忧。
“社会电气化的推进需要所有人的共同努力，”阿贡国家实验室杰出研究员、芝加哥大学联合教授卡里尔·阿明表示，“如果人们无法信任电池的安全性和耐用性，就不会选择使用电动汽车。”
这项新研究揭示了单晶正极失效的原因。研究团队指出，此前人们将基于多晶材料得出的结论，错误地套用到了单晶电池的设计中。
“当人们试图转向单晶正极研发时，沿用的依旧是针对多晶电池的设计理念，”该研究的第一作者王静（Jing Wang，音译）说，“而我们的研究证实，单晶颗粒的主要老化机制与多晶材料截然不同。”
研究人员借助先进的同步辐射X射线技术与高分辨电子显微镜发现，单晶正极的开裂是由反应的不均匀性引起的。单晶颗粒内部的不同区域反应速率存在差异，由此产生的内部应力会从颗粒内部引发破裂。
“我们的研究证明，单晶镍锰钴（NMC）正极的老化，主要是由一种独特的力学失效模式主导的，”阿贡国家实验室化学家刘同超（Tongchao Liu，音译）表示，“这项研究建立起了材料成分与老化路径之间的直接关联。”
这一发现同时颠覆了人们对电池材料的传统认知。在多晶正极中，铬元素虽被认为会加剧电池开裂，但却是维持电池结构稳定、防止结构紊乱的必需晶格成分。而在单晶正极中，情况却恰恰相反。
据IT之家了解，研究团队通过分别测试铬镍电池与镍锰电池发现，锰元素会对电池造成更严重的力学损伤，而铬元素反而能提升电池的耐用性。
“我们不仅需要全新的设计策略，还得开发适配的新型材料，”阿贡国家实验室储能研究联盟主任孟祥雪（Shirley Meng，音译）说，“通过更深入地了解不同类型正极材料的老化机理，我们能够助力研发一系列高性能的正极材料。”
不过，铬元素虽有优势，却存在一个明显的短板——成本高昂。王静表示，下一个亟待攻克的难题，是寻找低成本的替代材料，既能复刻铬元素的稳定效果，又不会抬高电池的生产成本。
“技术的进步是一个循环往复的过程，”阿明说，“解决一个问题之后，便要着手攻克下一个挑战。”
据《自然·纳米技术》期刊报道，在电动汽车的普及高度依赖消费者对电池信任度、可靠性和性能认可的当下，这项研究成果为研发更安全、更耐用的电池提供了一份清晰的技术路线图。
相关攻略
人民财讯4月6日电，科技日报消息，4月6日，中国科学院物理研究所胡勇胜团队在《自然·能源》发表重磅成果：该团队成功开发出一种具有自保护功能的可聚合不燃电解质（PNE），全球首次在安时级钠离子电池中实
来源：科技日报4月6日，中国科学院物理研究所胡勇胜团队在《自然·能源》发表重磅成果：该团队成功开发出一种具有自保护功能的可聚合不燃电解质（PNE），全球首次在安时级钠离子电池中实现彻底阻断热失控。
电 动 知 家消 息，今日上午，据英国《金融时报》报道，全球最大的电池制造商宁德时代正展现出超越电动汽车领域的全新雄心，决定“全力以赴”推动全球航运业的电动化进程，试图将其在电动汽车领域的成功经验复
比亚迪真正的护城河，是那支超过 12 万名工程师组成的「技术军团」，以及他们用 634 亿研发投入换来的未来。作者｜周永亮编辑｜郑玄2025 年的中国汽车行业，像一个复杂的矛盾体：一边是新能源渗透率
快科技4月1日消息，比亚迪正式宣布第5000座闪充站投入运营，全国首批闪充高速站也同步上线，位于甘肃兰州青兰高速接驾嘴服务区。至此，比亚迪闪充网络已成功覆盖全国297座城市， "闪充中国 "战略落地迎来
热门专题
热门推荐
4月3日消息，今日，OPPO官微宣布，OPPO Find X9s Pro将首发新一代1nit明眸护眼屏，宣称全场景都护眼。据悉，这块屏幕来自新一代天马天工屏，搭载全新U9 Pro发光基材，从材料、器
Word行距异常增大可按五步解决：一、重置段前段后间距为0并设单倍行距；二、改用固定值行距（如小四号设18磅）；三、清除样式继承并修复Normal模板；四、禁用自动格式更正干扰项；
汽车4月3日消息，4月3日，“年轻人第一台GT”比亚迪2026款海豹06GT新车交付仪式在深圳举行，作为海洋网又一搭载第二代刀片电池和最新闪充技术的重磅车型，上市售价12 89万元-16 99万元，
汽车4月3日消息，广汽埃安宣布将于 4 月 16 日举办品牌焕新发布会，埃安 N60 汽车将同步开启预售。目前新车已开启盲订，支付 99 元定金可享价值 5088 元礼遇。该车由曾任职于宝马等品牌的
4月5日消息，一起教育科技(NASDAQ: YQ)日前发布截至2025年12月31日的财报。财报显示，一起教育科技2025年营收为1 06亿（约1520万美元），较上年同期的1 89亿元下降44%。