一个研究小组美国能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学已经测量了锂离子电池中由于逃逸氧原子而导致的能量损失的缓慢过程，并将他们的发现报告在自然能源6月14日。
“我们能够测量出非常微量的氧气，非常缓慢地流经数百个循环，”斯坦福大学的博士生Peter Csernica说，他和Will Chueh副教授一起参与了这项实验。“它的速度如此之慢，也是它难以纠正的原因。”
研究人员早就知道，当锂在电池的两个电极之间来回移动时，氧原子会从粒子中泄漏出来，但这个过程太慢，无法直接测量。
Csernica说:“超过500次电池充放电循环后，总氧气泄漏量为6%。”“这不是一个很小的数字，但如果你试着测量每个循环中氧气的释放量，它大约是百分之一的百分之一。”
因此，在这项研究中，研究人员间接地测量了氧气泄漏，观察氧气流失如何改变粒子的化学和结构——从最小的纳米粒子到纳米粒子团块，再到电极的全厚度。
该团队将电池循环使用不同的时间，然后将其拆开，并将电极纳米粒子切片，以便在劳伦斯伯克利国家实验室的高级光源上使用x射线显微镜进行高分辨率的化学分析。这些数据与拼贴图相结合，揭示了十亿分之一米的细节。
在SLAC的斯坦福同步加速器光源(Stanford synchronous - tron Light Source)，研究小组通过电极发射x射线，以证实他们在纳米水平上看到的情况在更大范围内也是正确的。
研究小组的结论是，最初的氧气爆发是从粒子的表面出现的，接着是从内部缓慢的涓涓细流。在纳米颗粒团块中，研究人员发现，与外层相比，它们的中心失去的氧气更少。
研究人员Chueh描述了电池的降解过程:“当氧气离开时，周围的锰、镍和钴原子迁移。所有的原子都在跳出它们的理想位置。这种金属离子的重新排列，以及氧气缺失引起的化学变化，会随着时间的推移降低电池的电压和效率。人们早就知道这种现象的某些方面，但其机理尚不清楚。”他说，他的团队的发现可能会导致减少锂电池中氧气损失的新方法。
