據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在向清潔能源過渡的過程中，鋰離子電池因其高能量密度和低成本成為最突出的儲(chǔ)能選項(xiàng)之一。然而，由于日歷壽命較短，即使是最先進(jìn)的鋰離子電池也難以支持許多重型儲(chǔ)能應(yīng)用。

據(jù)說電池的容量已經(jīng)降到了初始容量的80%，也就是到了日歷壽命的末期。為了適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能等重負(fù)載應(yīng)用，避免高昂的更換成本，鋰離子電池的日歷壽命需要達(dá)到15-20年左右，但這項(xiàng)技術(shù)遠(yuǎn)沒有達(dá)到這個(gè)水平。研究人員表示，為了使商業(yè)重型儲(chǔ)能更加成功，需要更加關(guān)注鋰電池腐蝕的原因以及如何抑制這種腐蝕。

和所有電池一樣，鋰電池(包括鋰離子電池)的日歷壽命取決于其在儲(chǔ)存和充電循環(huán)中的穩(wěn)定性(抗降解)，循環(huán)穩(wěn)定性取決于負(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和主要材料的穩(wěn)定性。為了提高循環(huán)穩(wěn)定性，電化學(xué)工作者致力于優(yōu)化基質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)，調(diào)整界面，設(shè)計(jì)更好的電解液。鋰電池可能會(huì)儲(chǔ)存能量很長(zhǎng)時(shí)間，而不是回收利用。在儲(chǔ)存過程中，會(huì)發(fā)生各種有害的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致組件的降解，特別是電極材料的高反應(yīng)性，以及收集電流的元素與電解液的不相容性。這種退化(也稱為腐蝕)降低了電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并最終縮短了日歷壽命。因此，要提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性，必須著眼于更好地了解腐蝕機(jī)理和制定防腐策略。北京理工大學(xué)的研究員黃嘉琪說：研究者希望從總體上描述腐蝕和儲(chǔ)存穩(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，腐蝕在很大程度上仍然是一個(gè)有待解決的問題。"

研究人員查閱了這方面的科學(xué)文獻(xiàn)后認(rèn)為，鋰電池中的腐蝕反應(yīng)主要涉及三個(gè)方面：鋁集流體的電化學(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)的局部腐蝕現(xiàn)象，電位較低的金屬腐蝕速度加快，電位較高的金屬腐蝕速度降低)。一般來說，腐蝕是由電極材料與電解質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)引起的。

迄今為止，研究者主要集中在三種防腐策略上，包括調(diào)節(jié)電解質(zhì)分解反應(yīng)；電極材料和電解液通過人工涂層隔離；以及電極材料的表面改性以降低其反應(yīng)性。

研究人員提出了促進(jìn)鋰電池儲(chǔ)存腐蝕研究的五條主要建議：

首先，有必要深入研究鋰電池中的電偶腐蝕。目前，很少有有效的策略來緩解這種情況。銅集流體的表面改性是一種值得探索的方法，可以通過使用電解液添加劑來實(shí)現(xiàn)。此外，開發(fā)銅箔的保護(hù)性表面涂層也可能是一種方法。

其次，所有未來的改進(jìn)策略都需要在溫度和濕度等現(xiàn)實(shí)條件下進(jìn)行評(píng)估，而不僅限于實(shí)驗(yàn)室。研究人員發(fā)現(xiàn)，通常情況下，大多數(shù)新的防腐策略都是在實(shí)驗(yàn)室非常溫和的環(huán)境條件下進(jìn)行評(píng)估的，而不是在現(xiàn)實(shí)世界中。

因此，第三項(xiàng)戰(zhàn)略側(cè)重于加快評(píng)價(jià)進(jìn)程。腐蝕通常是一個(gè)緩慢的過程，需要大量的時(shí)間來評(píng)估，所以成本很高。尋找加速這一進(jìn)程的方法具有重要意義。

除了現(xiàn)實(shí)世界的觀察，研究人員還應(yīng)該采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法來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)，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電池壽命和av

最后，新的電池設(shè)計(jì)不斷出現(xiàn)，加劇了這些問題。新的電極材料和電解質(zhì)不斷被開發(fā)，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)試它們對(duì)腐蝕的影響。但新材料可能會(huì)相應(yīng)改變腐蝕機(jī)理，因此需要改變防腐策略。

研究人員希望這些建議可以幫助電池開發(fā)者在鋰電池的抗腐蝕性方面取得突破，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。