來源:IT之家 來自亥姆霍茲中心和柏林洪堡大學的科研團隊近日發表論文,發現了可以將鋰離子電池的壽命延長一倍的方法。 研究結果表明,通過改變充電器向電解質材料輸送電流的方式,電池在經過數百次放電-充電循環后仍能保持較高的能量容量。 鋰離子電池是一種結構緊湊、堅固耐用的能源容器,目前已經廣泛商用,隨著電解質穿過分隔陽極和陰極的薄膜,它們的容量(也就是我們常說的健康度)會逐漸降低。 目前最好的商業級鋰離子電池使用的電極由一種名為 NMC532 的化合物和石墨制成,使用壽命長達 8 年。 傳統的充電方式是使用恒定電流(CC)的外部電能,這種充電方式下陽極的固體電解質界面(SEI)會“明顯變厚”,NMC532 和石墨電極結構中發現了更多裂紋。 可科研團隊研發了基于脈沖電流(PC)的充電協議,大幅延緩了 SEI 變厚的速度,而且電極材料發生的結構變化也更少。 研究小組利用歐洲兩個領先的粒子加速同步加速器設施 BESSY II 和 PETRA III 進行了脈沖電流充電實驗。 他們發現,PC 充電可促進石墨中鋰離子的“均勻分布”,從而減少石墨顆粒中的機械應力和裂紋。該方案還能抑制 NMC532 陰極的結構退化。 研究表明,方波電流的高頻脈沖效果最好。測試表明,PC 充電可使商用鋰離子電池的使用壽命延長一倍,健康度保持在 80% 以上。 這項研究的共同作者、柏林工業大學教授 Julia Kowal 博士說:“脈沖充電可以在電極材料和界面的穩定性方面帶來許多優勢,并大大延長電池的使用壽命”。 |