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*文章的标题暗示了Fatboy Slim的第一张录音室专辑的名称“ Better Living Through Chemistry” /大约。 佩雷夫 ]
铅酸电池不能被称为现代工程的奇迹。 它非常可靠且易于使用，要对其充电，只需向其施加固定电压并稍等片刻即可； 结果，电池充满电并保持充满电-仅此而已。 这种简单性的另一方面是它们的尺寸，重量，能量密度和材料毒性。
锂电池是现代的热门产品，但是，其高能量密度导致以下事实：小巧的外壳会引起愤怒，如果处理不当，会变得非常危险。 科学家们正在寻找更安全的电池选择，改进的充电系统，延长电池寿命，可重复充电数千次的公式，而最近的一篇出版物引起了很多热烈反响。
考虑电动汽车中电池的要求：
- 高能量密度（小电池中的大量能量）。
- 快速充电的可能性。
- 快速放电的可能性。
- 很多充电/放电循环。
- 低自放电。
- 安全性
目前，锂离子电池是最好的选择，但是与锂的化学反应很多，根据计划的使用，平衡和充电，可以针对不同的操作特性优化各种反应方案。 虽然没有完美的电池，但相互矛盾的需求保证了市场上几种选择的可用性。
锂+离子的工作原理
锂离子电池放电所有电池工作相同。 一共有三部分：阳极，阴极和电解质。 电解质和电极（阳极和阴极）之间的化学反应在一个电极附近产生离子，在另一个电极附近产生电子，从而导致电势差。 电极对由不同的材料制成。 阳极是与铜结合的石墨，阴极是与铝结合的锂晶体。 电解质就像绝缘体一样工作，因此电子比一个电池更容易通过电路从一个电极到达另一个电极。 反应结束时，电池放电，如果电子无处可去，反应将不再进行。 为了给电池充电，过程相反，并且提供给电解质的电压沿相反的方向开始反应。 并非所有电解质都是相同的。 电池无法充电，其化学性质使其可以存储更多的能量，但是在电池中施加反向电压不会使化学反应重新开始。
通过增加电极的表面积可以最好地展现电池的功能，因此最好将阳极，电解质和阴极制成的三明治尽可能薄，并具有较大的接触面积。 三明治还包括几片其他多孔材料，这些材料允许离子通过但阻止材料迁移。 取一些电池三明治，将它们叠在一起，与分隔线交替放置。 结果要么是扁平电池（便宜的电池装在银色外壳中），要么是棱柱形电池（您在笔记本电脑上找不到的时髦电池），或者如果将它们全部缠绕成管状-圆柱形电池（例如18650或AA） 。
百万英里电池
您可能已经读过特斯拉承诺发布可持续100万英里电池的新闻。 真正的工作是由来自加拿大哈利法克斯（Halifax）的达尔豪西大学（University of Dalhousie University）的一组研究人员根据与特斯拉（Tesla）签订的合同进行的，然而，他们对各种锂离子电池进行了许多测试，以找到化学元素以及使用和充电方式的最佳组合。 “百万英里电池”只是一种营销手段，它描述了可优化电池化学公式以延长电池寿命的研究。
这项工作本身充满了技术术语 ，因此我整个周末都研究了电池问题以进行选择。
首先要注意的是他们的“一百万英里”公式-对于当今大多数驾驶员，开车去上班和回家的普通车主来说，这并不常见。 科学家的目标是使用这种汽车，这涉及到在几乎完全放电后不断行驶并给电池充电。 这种情况适用于卡车，出租车和公共汽车。 他们使用术语100％DOD，即 “放电深度”是指电池电量耗尽直至停止使用，然后才对其充电，这与例如每晚不考虑电池状态的智能手机不同。
曝光的东西：像冷的电池； 热门新公式
他们发现温度非常重要。 在20ºC下可使用大部分时间的电池，其使用寿命将在40ºC下使用。 但是，在高温下工作，然后进入低温状态的电池，其失去的容量与始终在低温下工作的电池的速度相同。 换句话说，在高温下，电池失去容量的速度更快，而在低温下，电池失去容量的速度却没有那么快，任何电池都可以在此图上四处移动，而没有任何记忆效应。 较低的温度在分子水平上具有较低的降解速率-较少的裂纹，树枝状晶体，气穴等。 他们非常重视将所有物品保持在低温下的重要性。
在以前的实验中，研究人员花费了大量时间研究化学元素的其他组合，但最终还是选择了NMC532石墨电极（就像大多数科学界一样）。 在化学上，NMC532是LiNi
0.5 Mn
0.3 Co
0.2 O
2的别称 。 简单来说，这意味着阴极主要由锂晶体组成，并添加了少量的镍，锰，钴和氧，阳极由石墨组成（尽管对石墨烯的研究很有希望）。
但是，NMC532 /石墨的特性并未完全涵盖电池。 还必须指出电解质。 电解质是
LiPF 6 ，溶剂和添加剂的混合物，名称太荒谬而不能大声说出来，例如碳酸二甲酯或硫酸亚乙酯。 在这项工作中，他们测试了几种溶剂组合。 添加剂还可以通过缩短寿命来增加充电/放电速率，从而影响电池性能，反之亦然。 根据先前的研究，他们确实喜欢这两种补充配方（2％FEC + 1％LFO和2％VC + 1％DTD），尽管他们发现它们在不同温度下的性能不同，并建议根据预期选择添加剂应用程序。 在电池的制造中，通常先制造干燥的组件，然后向其中添加液体电解质（Sparkfun撰写了一篇
详细的文章，描述了生产过程）。
通过选择特殊的配方并保持较低的工作温度，研究人员能够最大程度地减少造成电池退化的两个主要原因。 锂的损失和阻抗的增加。 平均而言，随着时间的流逝，到处移动的锂离子会爬入不允许它们工作的地方。 它们可能是电绝缘的，分为板，树突和表面膜，与电池的其他组件发生反应，并且不参与充电和放电。 树枝状晶体特别有害-尖锐的锂针状晶体会刺穿隔膜并使电池短路，然后加热并导致自持反应，最终导致爆炸。 由于电极的腐蚀和有用表面积的损失，由于化学反应，破裂或形成阻塞电极的电阻性表面层，导致阻抗增加。
电池退化的方法。 它们很多，但是从本质上讲，它们可以归结为“原子移动到不需要的地方”这一事实。他们的研究之所以受到越来越多关注的原因之一是它的审慎和开放。 花费了三年的时间，他用极其精确的充电和放电设备（记录电池容量）对每个电池进行了数千次充电和放电循环，以获取最完整的数据。 在加速模式下，通常很难测量电池的寿命周期。 电池的充电/放电速度高于正常寿命，并且恢复时间更短。 研究人员花了很多时间在工作上这一事实表明了更现实的结果。 他们还明确指出：
与描述商用电池使用情况的报告不同，我们对电池的所有细节进行了完整描述，包括电极的成分，电解质的成分，所用的添加剂等。 这样做是为了使其他人可以复制这些细胞并将其用于自己的检查。
看到具有商业支持的研究，将其发布在公共领域，甚至获得知识共享许可，也很高兴。
尽管这项工作是开放的，但在不久的将来我们可能不会看到自制的锂离子电池。 也许我们会逐渐过渡到建议的公式，并且希望对冷却产生更大的影响，因为这会大大延长电池寿命。 我们确信，如果您需要电池，特斯拉将很快能够从其大型工厂之一向您出售电池。