據(jù)外媒報(bào)道，由于儲(chǔ)能密度高，金屬氧化物、硫化物和氟化物等材料，是前景極好的電動(dòng)汽車鋰離子電池電極材料。但是，它們的儲(chǔ)能能力衰退很快。日前，科學(xué)家們通過(guò)研究一種帶有氧化鐵電極的鋰離子電池發(fā)現(xiàn)，電池充放電超過(guò)100次后產(chǎn)生的損耗，是由氧化鋰積累和電解質(zhì)分解造成的。

研究過(guò)程中用到的氧化鐵電極，由廉價(jià)無(wú)毒的磁鐵礦制成。比起目前的電極材料，磁鐵礦等轉(zhuǎn)換型電極材料（即和鋰發(fā)生反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)換為全新產(chǎn)物），可以儲(chǔ)存更多的能量，因?yàn)樗鼈兛梢匀菁{更多鋰離子。“然而，這些材料的儲(chǔ)能能力衰減非常快，并且依賴于電流密度。例如，我們對(duì)磁鐵礦的電化學(xué)測(cè)試顯示，磁鐵礦的容量在前10個(gè)高速充放電周期內(nèi)急速下降。”此項(xiàng)研究負(fù)責(zé)人、功能納米材料中心（CFN）電子顯微鏡小組的領(lǐng)導(dǎo)DongSu表示。CFN是設(shè)于布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的美國(guó)能源部科學(xué)用戶設(shè)施辦公室。

為了找出循環(huán)不穩(wěn)定的原因，科學(xué)家們?cè)噲D觀察，當(dāng)電池完成100次循環(huán)后，磁鐵礦的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)變化情況。他們結(jié)合透射電子顯微鏡（TEM）和同步X射線吸收光譜（XAS），進(jìn)行研究。TEM的電子束通過(guò)樣本傳輸，產(chǎn)生特征物質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖像或衍射圖案，XAS利用X射線來(lái)探測(cè)材料的化學(xué)性質(zhì)。

科學(xué)家們利用這些技術(shù)發(fā)現(xiàn)，第一次放電時(shí)，磁鐵礦完全分解成金屬鐵納米顆粒和氧化鋰。但在接下來(lái)的充電過(guò)程中，這種轉(zhuǎn)化反應(yīng)并不是完全可逆的，金屬鐵和氧化鋰的殘留物仍然存在。此外，磁鐵礦原始的“尖晶石”結(jié)構(gòu)在帶電狀態(tài)下演化為“巖鹽”結(jié)構(gòu)（在兩種結(jié)構(gòu)中，鐵原子的位置并不完全相同）。在隨后的充放電循環(huán)中，巖鹽氧化鐵與鋰相互作用，形成氧化鋰與金屬鐵納米顆粒的復(fù)合物質(zhì)。因?yàn)檗D(zhuǎn)化反應(yīng)不是完全可逆的，這些殘余產(chǎn)物會(huì)逐漸積累起來(lái)。科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，電解質(zhì)（使鋰離子在兩個(gè)電極之間流動(dòng)的化學(xué)介質(zhì)）在隨后的循環(huán)中會(huì)分解。

在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，科學(xué)家們提出一種儲(chǔ)能能力衰退的解釋。CFN電子顯微鏡小組的科學(xué)家、共同首席作者SooyeonHwang說(shuō)，“由于氧化鋰的電子導(dǎo)電性較低，它的積累會(huì)對(duì)在電池正負(fù)極之間穿梭的電子形成屏障，我們把它叫做內(nèi)部鈍化層。同樣，電解質(zhì)分解也會(huì)形成表面鈍化層，阻礙離子傳導(dǎo)。這些障礙累積起來(lái)，阻礙電子和鋰離子到達(dá)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的活性電極材料。”

科學(xué)家們指出，在低電流下運(yùn)行電池，可以通過(guò)減慢充電速度，恢復(fù)部分容量為電子傳輸提供足夠的時(shí)間；然而，要徹底解決這一問(wèn)題，還需要其他方案。他們認(rèn)為，在電極材料中添加其他元素和改變電解質(zhì)，可以改善容量衰減。

18650鋰電池容量是該型號(hào)電池最重要的性能參數(shù)，也是決定電池價(jià)格的根本要素，廠家可以設(shè)計(jì)不同容量的18650鋰電池，這由原材料與工藝所決定。

18650鋰電池容量是許多工業(yè)用戶和消費(fèi)者個(gè)人所關(guān)心的，這是因?yàn)椋?8650鋰電池容量越大，則使用時(shí)間越長(zhǎng)，可以為用戶提供更長(zhǎng)時(shí)間的供電，但在同一體系下，18650鋰電池容量高會(huì)帶來(lái)價(jià)格高的負(fù)面作用，所以，容量和價(jià)格平衡非常重要。

目前，國(guó)內(nèi)可以見(jiàn)到的18650電池芯主要有國(guó)外的三洋、松下、三星、LG等，國(guó)內(nèi)的深圳比克相對(duì)優(yōu)勢(shì)更大一些，此外還有天津力神等。

在上述電池生產(chǎn)廠家中，18650鋰電池容量分布在1000mAh到3000mAh之間，但技術(shù)比較成熟的一般是在1800mAh到2600mAh之間，這是因?yàn)椋?8650鋰電池容量太低，會(huì)影響電池有效工作時(shí)間，在適用性上存在問(wèn)題。而18650鋰電池容量太高，則成本上升較大，而且，非特殊領(lǐng)域過(guò)高容量的18650鋰電池意義也不是很大。

在電池體積已經(jīng)固定的情況下，提高18650鋰電池容量的方法主要是多塞活性物質(zhì)以及提高活性物質(zhì)的克比容量。18650鋰電池容量提升是一個(gè)歷史過(guò)程，從上世紀(jì)90年代的600mAh一直發(fā)展到目前的3000mAh。在提高18650鋰電池容量的過(guò)程中，日系企業(yè)做出了杰出的貢獻(xiàn)。

18650鋰電池容量是廠家的主要賣點(diǎn)，此外，相同容量的18650鋰電池電芯品牌也是影響價(jià)格的因素，一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)口品牌比同類型的國(guó)產(chǎn)品牌價(jià)格高，前面說(shuō)了，決定18650鋰電池容量的主要因素還有原材料結(jié)構(gòu)，因而從正極來(lái)看，采用鈷酸鋰、錳酸鋰和三元材料、磷酸鐵鋰的價(jià)格會(huì)有差異。

因?yàn)槿萘繉?duì)價(jià)格的主導(dǎo)作用，市面上的18650鋰電池容量會(huì)存在虛標(biāo)現(xiàn)象，比如，把容量為2200mAh的18650鋰電池容量標(biāo)為2600mAh，這是欺騙消費(fèi)者的行為，容量不達(dá)標(biāo)往往由人工養(yǎng)料造成所以，用戶要認(rèn)準(zhǔn)正宗廠家的牌子。

18650鋰電池容量是否達(dá)標(biāo)不但影響用戶體驗(yàn)，從長(zhǎng)期來(lái)看，對(duì)生產(chǎn)廠家也是考驗(yàn)，消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)電池時(shí)，沒(méi)必要糾結(jié)于國(guó)外原裝電池，因?yàn)閲?guó)內(nèi)封裝廠也會(huì)采用進(jìn)口鋰電池，其18650鋰電池容量并無(wú)不同，重要的是這些18650鋰電池容量是真實(shí)的。

美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室業(yè)已研制成功一種新型的鋰陽(yáng)極電化學(xué)電池，從而提高了充電鋰電池的充電放電循環(huán)次數(shù)。盡管老式的二級(jí)鋰電池貯電性能較好，但循環(huán)壽命較短，這是因?yàn)殇囯姵氐慕M成在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)上是不相容的，經(jīng)幾次循環(huán)，陰極易于分解。

新型鋰電池采用與電解液相容的材料，這種材料是濕潤(rùn)的，且化學(xué)成份是穩(wěn)定的。電介質(zhì)的蒸發(fā)力低，電化學(xué)穩(wěn)定性好，從而改進(jìn)了電池的包裝和安全性。而且這種電池可在低于100℃的中溫條件下進(jìn)行運(yùn)行，因而適用于機(jī)動(dòng)車、通訊和其它多方面。

這種新型鋰電池除具有鋰陽(yáng)極外，還有二硫化鈦陰極和由LIA3F6組成的電極。分液器外涂有表面活化劑，在陰極中含有一種特殊結(jié)合力的配方，與新型電極相容。結(jié)果表明，此種電池的循環(huán)壽命是性能最佳電池的2倍。

以砜為主的電介液，如3MeS是一種雜環(huán)化合物，之所以選擇此類化合物作電介液是因?yàn)樗鼈兙哂斜韧ǔＫ褂玫?MeTHF電介液抗氧化和抗還原作用都強(qiáng)。此外，該電介液還具有溶點(diǎn)較低，沸點(diǎn)較高的特點(diǎn)，因而使用溫度較廣。但同時(shí)它們又具有極高的極性，不能使分液器非極性材料變濕潤(rùn)。所以，在分液器表層需涂味哇琳或硅-乙二醉咪銼啉作表面活化劑。這些物質(zhì)可以使電介液將分液器變潮，而不影響電極的穩(wěn)定性。