简易方法延长锂金属电池寿命
发布时间: 2024-02-10 23:48:06
科技日报北京2月8日电 （记者张梦然）科学家一直在测试各种新材料和技术，以提高车用锂电池的循环寿命。美国斯坦福大学研究人员最近发现了一种简单且低成本的解决方案：只需让电池耗尽电量并静置几小时，不仅能恢复电池容量，还能提升整体性能。该研究成果7日发表于《自然》杂志。
下一代电动汽车可使用锂金属电池，一次充电可行驶800—1100公里，这是传统锂离子电池续航里程的两倍。但锂金属技术存在严重缺陷：在相对较少的充放电周期后，电池容量会迅速下降。
新研究发现，通过将电池置于放电状态，可恢复损失的电池容量并延长循环寿命。这些改进只需重新编程电池管理软件即可实现，无需额外成本或改变设备、材料或生产流程。
具体操作可分为两个步骤：首先是将电池完全放电。放电会从阳极剥离所有金属锂，剩下的只是被固体电解质界面（SEI）包围的不活跃的孤立锂碎片（死锂）。
接着让电池静置。研究发现，如果电池在放电状态下静置1小时，SEI基质周围的死锂就会溶解掉。重新连接到阳极会使失效的锂重新焕发活力，使电池能产生更多电量并延长其循环寿命。
研究人员使用延时视频显微镜，直观地确认了剩余SEI的分解以及随后在静止阶段死锂的恢复。
典型的电动汽车约有4000个电池，排列在由电池管理系统控制的模块中。电池管理系统是监视和控制电池性能的“电子大脑”。现有的管理系统可编程实现单个模块完全放电，使其剩余容量为零。因此，这种方法不需要昂贵的新制造技术或材料。
斯坦福大学能源与工程系教授崔屹表示，新研究可为电动汽车制造商提供有关如何使锂金属技术适应实际驾驶条件的实用见解，帮助指导未来的研究，推动锂金属电池走向广泛的商业应用。
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