新传媒网可靠地监测可充电电池中的锂 (Li) 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期间的状况的关键。然而，目前尚不存在一种可靠的方法来直接跟踪电池中的活性锂而不损坏电池。
估计电池中锂含量的现有方法依赖于容量测量(描述电池可以容纳多少电荷)和库仑效率值(表明电池在循环过程中保留多少电荷)。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、自放电和影响电池性能的其他影响。
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础配置的锂电池在不同条件下的性能。根据他们发表在《自然能源》上的研究结果，该团队设计了一个新框架，可以帮助可靠地将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进行比较。
该论文的合著者 Boryann Liaw 表示：“我们研究的主要目标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开发。”科技探索。
“传统的电池容量分析是经验性的，严重依赖测试协议和条件，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，可以一致地比较全面的数据。”
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锂的含量。这使他们能够监测电池电极和电解质之间界面成分的微小变化。
作为研究的一部分，Liaw 和他的同事在各种条件下总共使用了 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。他们收集的结果用于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。
“我们引入了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，”Liaw 说。 “这种方法可以大大减少电池测试资源和上市时间，实现有效和可靠的电池制造、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。未来，它可以帮助其他研究小组优化其电池技术，提高其性能和可靠性。这反过来可能会促使推出具有更高存储容量和更长使用寿命的新型有前景的可充电锂电池。
