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據(jù)外媒報(bào)道，在向清潔能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，鋰離子電池已經(jīng)成為最突出的儲(chǔ)能選項(xiàng)之一，因其能量密度高且成本低。但是，由于日歷壽命（calendar life）短，即使是最先進(jìn)的鋰離子電池，也難以支持眾多重型儲(chǔ)能應(yīng)用。

據(jù)稱電池的容量下降至初始容量的80%，即達(dá)到日歷壽命的終點(diǎn)。為了適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能等重負(fù)載應(yīng)用，避免產(chǎn)生高昂的更換成本，鋰離子電池的日歷壽命需要達(dá)到15-20年左右，但該技術(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到這一水平。研究人員表示，為了使商業(yè)重型儲(chǔ)能取得更大的成功，需要更密切地關(guān)注鋰電池的腐蝕原因，以及如何抑制這種腐蝕。

與所有電池一樣，鋰電池（包括鋰離子電池）的日歷壽命，取決于其在存儲(chǔ)和充電循環(huán)中的穩(wěn)定性（抗退化性），而循環(huán)穩(wěn)定性又取決于負(fù)極、正極和電解液的穩(wěn)定性，包括這些電池組件之間的界面及主體材料的穩(wěn)定性。為了提高循環(huán)穩(wěn)定性，電化學(xué)家致力于優(yōu)化基體材料結(jié)構(gòu)、調(diào)整界面和設(shè)計(jì)更好的電解液。北京理工大學(xué)的張學(xué)強(qiáng)表示：“但在改善決定日歷壽命的第二個(gè)因素——存儲(chǔ)穩(wěn)定性，還有腐蝕如何破壞存儲(chǔ)穩(wěn)定性方面，投入的精力相對(duì)較少。”

鋰電池可能有很長(zhǎng)時(shí)間是在存儲(chǔ)能量，而不是循環(huán)使用。在存儲(chǔ)過(guò)程中會(huì)發(fā)生各種有害的化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致成分退化，尤其是電極材料的高反應(yīng)性，以及收集電流的元素和電解液之間不兼容。這種退化（也稱為腐蝕）降低了電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，最終縮短了日歷壽命。因此，要改善存儲(chǔ)穩(wěn)定性，必須側(cè)重于更好地了解腐蝕機(jī)制，以及制定抗腐蝕策略。北京理工大學(xué)的研究人員黃佳琦表示：“研究人員希望概括性描述關(guān)于腐蝕和存儲(chǔ)穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀，以便更好地了解和解決研究空白。在所有類型的鋰電池中，在很大程度上，腐蝕仍然是有待解決的問(wèn)題。”

在查閱了有關(guān)這一主題的科學(xué)文獻(xiàn)后，研究人員認(rèn)為，鋰電池中的腐蝕反應(yīng)主要涉及三個(gè)方面：鋁集流器的電化學(xué)腐蝕；電池不銹鋼外殼的電化學(xué)腐蝕；以及負(fù)極的電偶腐蝕（兩種金屬在同一介質(zhì)中接觸時(shí)出現(xiàn)的局部腐蝕現(xiàn)象， 電位較低金屬的腐蝕速度加快，電位較高金屬的腐蝕速度降低）?？偟膩?lái)說(shuō)，腐蝕是由電極材料和電解液之間的化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)引起的。

目前為止，研究人員主要關(guān)注三種抗腐蝕的策略，包括調(diào)節(jié)電解質(zhì)分解反應(yīng)；通過(guò)人工涂層來(lái)隔離電極材料與電解質(zhì)；以及對(duì)電極材料進(jìn)行表面改性，以降低其反應(yīng)性。

研究人員提出五項(xiàng)主要建議，以推動(dòng)對(duì)鋰電池存儲(chǔ)腐蝕問(wèn)題的研究：

首先，需要深入研究鋰電池中常見(jiàn)的電偶腐蝕（galvanic corrosion）問(wèn)題。目前，幾乎沒(méi)有可以緩解這種情況的有效策略。對(duì)銅集流器進(jìn)行表面改性，是一種值得探究的方法，通過(guò)使用電解質(zhì)添加劑可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。另外，為銅箔開(kāi)發(fā)一種保護(hù)性表面涂層，可能也是一種方法。

其次，所有未來(lái)改進(jìn)策略，都需要在溫度、濕度等現(xiàn)實(shí)條件下進(jìn)行評(píng)估，而不是局限于實(shí)驗(yàn)室。研究人員發(fā)現(xiàn)，通常情況下，大多數(shù)新型抗腐蝕策略都是在實(shí)驗(yàn)室中非常溫和的環(huán)境條件下進(jìn)行評(píng)估的，而不是在現(xiàn)實(shí)世界中。

相應(yīng)地，第三種策略集中于加速評(píng)估進(jìn)程。腐蝕通常是一個(gè)緩慢的過(guò)程，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估要耗費(fèi)大量時(shí)間，因此成本較高。找出可以加快這一進(jìn)程的方法，具有重要意義。

除了進(jìn)行現(xiàn)實(shí)世界觀察，研究人員還應(yīng)該采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，了解工作電池的腐蝕情況。這將有助于更好地識(shí)別電池的健康狀態(tài)，更為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電池壽命，避免突然發(fā)生電池故障。

最后，新的電池設(shè)計(jì)不斷出現(xiàn)，加劇了這些問(wèn)題。新的電極材料和電解質(zhì)不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)，研究人員會(huì)定期測(cè)試這些新設(shè)計(jì)的循環(huán)性能，但很少測(cè)試其對(duì)腐蝕的影響。然而，新材料可能相應(yīng)地改變腐蝕機(jī)制，因此需要改變抗腐蝕策略。

研究人員希望，這些建議能夠幫助電池開(kāi)發(fā)人員在鋰電池抗腐蝕方面取得突破，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。

原標(biāo)題： 研究人員探討鋰電池腐蝕原因 助力向清潔能源轉(zhuǎn)型