电池寿命短的原因：新研究揭示关键因素

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可充电锂离子电池无法永久使用。随着时间推移，电池的电荷保持能力逐渐减弱，最终失效。新的研究表明，其中一个原因可能是氢原子。

美国斯坦福大学的研究人员在《科学》（Science）杂志上发表研究指出，不受欢迎的氢质子占据了电池正极的分子空隙，导致能储存带电锂离子的空间减少，而正是这些锂离子维持电池反应性并帮助导电。

这项研究发现，当电池电解质（本应运输锂离子）无意间将氢释放到正极或负极时，会引发不希望发生的化学反应。这“引发了各种各样的问题”，降低电池容量和寿命。

过去，电池能量损失的解释多集中于锂离子的运动，但由于氢原子体积小且难以观测，因此研究较少。为了解氢的作用，研究人员将电解液中的氢换成了较重的同位素氘，并利用高功率X射线和质谱技术追踪氘的运动。研究表明，氢是导致电池负极电荷损失的“主导因素”。

这项研究加深了对电池内部复杂化学反应的理解，提示了通过调整电池成分来延长电池寿命的可能方法。然而，该研究仅评估了一种电池类型，后续还需进一步验证其他类型电池的适用性。