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电池的耐用程度一直让研究人员非常纠结，因为无论电池的容量多大，如果不能重复多次充电就没有意义。我们都知道锂电池会随着使用而减少容量，但从来就没有人知道为什么。近日，美国能源机构发现了电池“衰老”的原因：纳米尺寸的晶体。
学者仔细研究了现代电池阴阳极的材料，他们发现这些材料直接会在使用过程中受到腐蚀，但腐蚀的机制尚未明确。Brookhaven National Laboratory的团队通过透射电子显微镜观察高质量镍氧阴极，并记录它们在反复充放电时的变化。
该实验表明，当锂离子通过阴阳极的时候，会“卡”在离子通道当中，它们会和镍氧化物反应，并生成微小的晶体。这些晶体会改变电池内部的结构，并让其他离子无法高效的反应，从而减少了可用的电池容量。令人惊讶的是，这样的衰弱是随机的，并没有任何规律可言。
锂电池不够完美的原因在于，电池的元件本来就不完美。无论我们多么注意阴阳极的结构，微小的损伤就会产生晶体。就像煮水的时候，表面不平的容器更容易让热水产生气泡。可以这样说，只要电池材料有缺口，纳米晶体就会产生。
美国能源机构还发起了第二项研究，探索充电速度对电池容量的影响。他们发现，现代电池体积越来越小，这反而会减短电池的寿命。电池的体积越大，充电速度越快，纳米晶体形成的就越慢。