熵度量可以衡量健康的锂离子电池

科学家们利用热力学参数熵衡量系统的障碍——跟踪电池电极的结构的变化,在不破坏电池本身。随着电动汽车的使用上升,这些信息可能是有价值的估算和延长电池的寿命,在电动汽车。“汽车的生命周期相对较长,但每个司机都有一个不同的驾驶模式,”说张成泽钟旭崔在韩国首尔国立大学。我们需要能够看到健康的电池是现在和多快电池是可耻的。”

确定熵和诊断电池LiCoO的状态₂阴极,崔的团队测量开路电压(电压为零电流)在各种不同的温度。当他们策划对温度变化的电压,图的斜率给材料的熵变。这给了他们洞察潜在的原子排列,如阳离子混合——金属离子晶格开关的地方——在结构和金属空缺。重要的是,这个团队注意到,当他们在LiCoO掺杂₂与镍阴极,障碍在系统中增加改善框架的稳定性和延长其生命周期。

该技术在当前的方法有几个优点。电池管理系统今天测量电压、电流和温度。虽然这些指标告诉我们一个电池目前执行,它们并没有透露任何关于材料里面的结构。“电池化学——我们正在处理的材料与锂离子发生化学反应,所以我们需要技术,可以与细胞内的物质,”崔说。

这项技术也无损。近年来,科学家们已经开发出多种化学方法在电池电极探针的结构和成键。然而,随着Venkataraman Thangadurai固态电池专家从卡尔加里大学,加拿大,解释道,“这些通常需要耗时的光谱和化学分析方法。”作为效率较低,这些方法都涉及拆除电池,破坏细胞,造成浪费,花费钱。通过监测熵的变化,可以判断电极在电池的状态使用,不会造成任何损害。

这项技术可能是有用的在管理电子废物和决定是否应该重复使用或回收电池。