研究表明，与发热装置集成在一起的锂离子电池（LIBs）的工作温度通常比正常工作温度高20–40 ℃。虽然宏观的热贡献研究表明锂离子电池的性能明显下降，但在温和热环境下电池分子结构和化学的老化根源尚未阐明。
近日，韩国首尔基础科学研究所（IBS）Yung-Eun Sung，Taeghwan Hyeon，韩国高丽大学Seung-Ho Yu基于电化学测量、Cs校正电子显微镜和原位分析，报道了以锐钛矿型TiO2为模型插层化合物，利用动态现场原位（Operando）表征，提供了有关温和的热环境如何影响整体电池性能的结构和化学见解。有趣的是，即使在接近室温（45 ℃）的条件下，温和的热条件也会导致过量的锂嵌入，这在正常工作温度下是不会发生的。
文章要点
1）研究发现，异常的嵌入层在初始循环中实现了过量的锂存储，但施加了严重的晶内应力，从而导致晶体破裂，造成电池老化。重要的是，这种温和的热效应会在循环过程中积累，即使在去除热条件后也会导致不可逆的容量损失。
几乎所有的插层化合物中都普遍存在电池高温老化问题，因此了解热环境对电池老化的影响对于设计先进电池电极材料的插层化合物具有重要意义。
Min-Seob Kim, et al, Operando Identification of Chemical and Structural Origin of Li-Ion Battery Aging at Near-Ambient Temperature, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c02203
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c02203
