电池阳极内部的化学反应使得加速充电成为一个很棘手的问题，对付依赖这些设备的人们来说充电的过程是一个缓慢且痛楚的过程。
只管这些年锂离子电池作为日常设备的能源，但锂离子电池的充电速率彷佛仍旧非常缓慢，对付依赖这些设备的人们来说充电的工程是一个缓慢且痛楚的过程。现在，美国能源部（DOE）研究职员已经找出了一些缘故原由。
能源部阿贡实验室的研究团队已经在电池阴阳两极中的一端创造了一些化学行为，研究职员表示，当设备在充电和放电过程时，会产生一些阻碍其快速充电的化学行为。
实验室的研究职员与伊利诺伊大学厄巴纳-喷鼻香槟分校（University of Illinois Urbana-Champaign）的科学家利用一种称为扫描电子纳米衍射的技能来不雅观察嵌入过程中阳极(设备的负电荷部分)内部发生的情形。
当锂离子穿过电解质(在阳极和阴极之间通报锂离子的材料)时，这一过程就会发生，将自己插入常日制造阳极的石墨材料中。研究职员说，当该过程正常发生时，电池可以成功地充电和放电。
研究职员创造，如果电池充电过快，嵌入可能会被几个化学反应毁坏，从而严重影响危害电池的性能。
毁坏性反应
阿贡实验室电池科学家Daniel Abraham说，一种是被称为“电镀”的效应，当锂离子聚拢在阳极表面时，这种效应就会发生。他说该过程会对电池造成不可修复的破坏。Abraham在新闻发布会上说：“在快充过程中，“电镀”是在该过程中使电池性能受损的紧张缘故原由之一。”
此外，科学家们还创造如果充电过快，在电极孔内会导致另一种材料堆积，从而导致阳极膨胀，终极致使电池性能永久性破坏。Abraham补充道。
研究职员在事情中不雅观察到另一反应是阳极上的石墨粒子在原子水平上的变革。由于重复快速充电，使在粒子边缘的石墨原子晶格变得扭曲，这阻碍了嵌入过程。
Abraham在新闻发布会上说：“我们看到的是石墨原子网络变得扭曲，这基本上阻碍了锂离子找到粒子内部的‘家’——相反，它们镀在粒子上。” National
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该插图显示在石墨阳极内的锂离子嵌入（绿色）。能源部阿贡实验室的研究职员已经创造在该过程中导致电池充电速率慢的一些奇怪的化学反应。
总结以及办理方案
研究职员在《Journal of the Electrochemical Society》揭橥了这篇论文。
Abraham说，研究表明锂离子电池必须缓慢充电是有缘故原由的。电池充电速率越快，阳极的原子能变得更加无序，终极会阻挡锂离子的来回移动。
Abraham说，为理解决此类问题，科学家必须研究阳极的化学性子或通过制造阳极的材料建立更加平滑的嵌入程序。
他说：“关键的方法是找到阻挡锂离子流失落的方法，或是通过某种方法改变阳极粒子，使锂离子可以更加有效的嵌入插层中。”
中国化学与物理电源行业协会 杨柳翻译
2022.1.20
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