随着时代发展,电池种类繁多,功能各异,但万变不离其宗,锂电池始终是当下应用最广泛的电池,然而锂电池的缺陷是其最大容量将随着时间的推移而降低,使用时间越长,充电周期越多,拥有的电量就越少。
即使是最好的商业级别锂电池,即用镍、钴、锰混合材料NCM523(阴极)和石墨(阳极)作为电极的锂电池,其使用寿命也只不过是8年。
然而,最新的一项研究有望让锂电池的使用寿命延长一倍,这就是来自柏林亥姆霍兹中心 (HZB) 和柏林洪堡大学的欧洲研究人员团队,他们通过优化循环条件,锂离子电池有望使用长达数十年。
若研究属实,这也将意味着该充电方案将极大减轻电池制造和回收的压力,从而为商业制造节约成本,并打造更为可持续的未来。
研究团队提出一种新的充电协议,即通过而不是恒定电流脉冲电流为设备供电,这是因为研究人员发现恒流充电时,电池样品阳极的固体电解质界面明显更厚,且电极结构中裂纹更多。锂离子电池容量丢失更多。
若是使用脉冲充电,不仅促进锂离子在石墨中均匀分布,从而减少了石墨颗粒中的机械应力和裂纹,还能抑制NCM523阴极结构的退化。这将使电池可进行的充电周期数从恒定电流的大约500增加到1000以上。
测试结果初步表明,脉冲充电可以在电池容量保持率为80%以上的情况下,使商用锂离子电池的使用寿命延长一倍。
同时,该项研究进一步证实了脉冲电流的可行性,将极大减轻电池制造和回收的压力,从而为商业制造节约成本,并打造更为可持续的未来。