锂离子电池(LIBs)因其高比能量密度、宽工作温度和长循环寿命而主导了当今应用于便携式电子设备的电池技术。过去10年LIBs产量的激增已经将价格压低到一定程度，使得电动汽车和住宅系统等公用事业规模的存储(以千瓦时为单位)变得具有商业可行性。
近日，以厚的NMC811（LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2）电极为例，加州大学圣地亚哥分校孟颖教授，固体反应与化学实验室（LRCS）Alejandro A. Franco提出了一种宏观到纳米级的2D和3D成像分析方法，结合4D(空间+时间)计算模型来探索其在锂离子电池中的降解机理。颗粒开裂增加，并且观察到颗粒和碳粘合剂区域之间的接触损失与电池退化相关。
文章要点
1）这项研究揭示了由不平衡的电子传导引起的厚正极内的反应不均匀性是电池在循环中退化的主要原因。
2）系统中增加的不均匀性将需要更多的阴极区域，其中活性材料的利用程度是不均匀的，导致更高的粒子破裂概率。
这些发现揭示了电子和离子传输网络在厚阴极性能退化中的关键作用。此外，还为正极结构优化和性能改进提供了指导。
参考文献
Zhang et al., Coupling of multiscale imaging analysis and computational modeling for understanding thick cathode degradation mechanisms, Joule (2022)
DOI：10.1016/j.joule.2022.12.001
https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.12.001
