电池会随着时间的推移而失去容量，这就是旧手机电量耗尽更快的原因。然而，这种常见现象尚未完全被理解。

现在，由科罗拉多大学博尔德分校的一名工程师领导的国际研究小组揭示了这种电池性能下降的根本机制。他们的发现可以帮助科学家开发更好的电池，让电动汽车跑得更远、使用寿命更长，同时还能推动能源存储技术的发展，加速向清洁能源的过渡。

该研究结果于9月12日发表在《科学》杂志上。

“我们正在通过弄清锂离子电池降解的分子水平过程来帮助推进锂离子电池的发展，”该论文的通讯作者、化学与生物工程系教授迈克尔·托尼 (Michael Toney) 表示。“拥有更好的电池对于将我们的能源基础设施从化石燃料转向更多可再生能源非常重要。”

多年来，工程师们一直致力于设计不含钴的锂离子电池(最常见的可充电电池类型)。钴是一种昂贵的稀有矿物，其开采过程与严重的环境和人权问题有关。在供应全球一半以上钴的刚果民主共和国，许多矿工都是儿童。

到目前为止，科学家们已经尝试使用镍和镁等其他元素来替代锂离子电池中的钴。但这些电池的自放电率更高，即电池内部的化学反应会随着时间的推移减少储存的能量并降低其容量。由于自放电，大多数电动汽车电池的使用寿命为 7 至 10 年，之后才需要更换。

托尼也是可再生和可持续能源研究所的研究员，他和他的团队着手调查自放电的原因。在典型的锂离子电池中，携带电荷的锂离子通过一种称为电解质的介质从电池的一侧(称为阳极)移动到另一侧(称为阴极)。