鋰電池壽命有望延長一倍！歐洲團隊設計出新脈衝供電協議

財聯社4月18日訊（編輯 馬蘭）鋰離子電池應用於從電動汽車到便攜式電子產品的各種領域，但這些電池的最大容量會隨着時間的推移而降低。它們使用的時間越長，經歷的充電週期越多，它們能夠擁有的電量就越少。

聯想電腦曾經指出，許多筆記本電腦的電池在電量耗盡之前可以持續使用長達五年，其充電週期大概爲300-500次。

科學家們也認同，最好的商業級電池，即用鎳、鈷、錳混合材料NCM523（陰極）和石墨（陽極）作爲電極的鋰電池，其使用壽命也只不過是8年。

但一份研究指出，使用新的充電方案可以使鋰離子電池的使用壽命長出一倍。來自柏林亥姆霍茲中心 (HZB) 和柏林洪堡大學的歐洲研究人員團隊表示，通過優化循環條件，鋰離子電池有望使用長達數十年。

這意味着該充電方案將極大減輕電池製造和回收的壓力，從而爲商業製造節約成本，並打造更爲可持續的未來。

充電週期翻一倍

該研究首次發表於今年3月14日的《先進材料科學》雜誌上。研究人員們設計了一種新的充電協議——通過脈衝電流而不是恆定電流爲設備供電。

研究人員對比了兩種充電協議後發現，恆流充電時，電池樣品陽極的固體電解質界面明顯更厚，且電極結構中裂紋更多。這意味着鋰離子電池容量的顯著損失。

而使用脈衝充電，其不僅促進鋰離子在石墨中均勻分佈，從而減少了石墨顆粒中的機械應力和裂紋，其還能抑制NCM523陰極結構的退化。這將使電池可進行的充電週期數從恆定電流的大約500增加到1000以上。

測試結果初步表明，脈衝充電可以在電池容量保持率爲80%以上的情況下，使商用鋰離子電池的使用壽命延長一倍。

這份研究進一步證實了此前學界對於脈衝電流的設想。2023年，瑞典KTH皇家理工學院粒子物理學教授Josefin Strandberg就曾發表了一篇論文，發現使用基於脈衝電流的充電協議時，鋰離子電池的健康狀況得到了明顯改善。