研究人员找到恢复锂电池部分性能的方法 提高电动汽车续航里程

据国外媒体报道，来自美国能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学的研究人员可能已经找到了一些恢复可充电锂电池性能的方法，有望提高电动汽车的续航里程。

(来源:AZOM)

锂电池在循环过程中，积累的岛状不活泼锂会与电极断开，从而降低电池的电荷储存能力。然而，研究小组发现，可以允许这些“死”锂像蠕虫一样向其中一个电极蠕动，直到它们重新连接，从而部分逆转不必要的过程。

测试表明，增加这一额外步骤可以减缓测试电池的退化，并将电池寿命提高近30%。研究人员正在探索如何通过超快速放电步骤来恢复锂离子电池的损失容量。

失去联络

与目前电动汽车使用的锂离子电池相比，现在很多研究都在寻找制造重量更轻、寿命更长、安全性更高、充电速度更快的可充电电池的方法。研究人员特别关注锂金属电池的发展，以在单位体积或重量内储存更多能量。在电动汽车中使用新一代电池可以增加单次充电的里程，并占用更少的后备箱空间。

在这两种类型的电池中，带正电荷的锂离子在电极之间来回穿梭。随着时间的推移，一些金属锂不再具有电化学活性，从而形成孤立的锂岛，无法与电极连接。这将导致容量损失，尤其是锂金属技术和快充锂离子电池。

在这项研究中，研究人员证明了电池寿命可以通过移动和回收孤立的锂来延长。斯坦福大学的崔屹教授说:“孤立的锂一直被认为是有害的。然而，研究人员发现了如何用负极给‘死’锂重新通电，使其重新活化。”

孤立的锂岛并没有“死亡”

崔开始推测，通过向电池的正负电极施加电压，可以在电极之间物理移动隔离的锂岛。研究人员想出了做这项研究的主意。该团队通过实验证实了这一过程。

研究人员用锂镍锰钴氧化物(NMC)正电极和锂负电极制作了一个光学电池，正负电极之间有一个隔离的锂岛。通过测试设备，可以实时跟踪电池的内部情况。

结果表明，隔离的锂岛并没有“死”，而是对电池的运行产生了反应。给电池充电时，小岛慢慢向正极移动；放电时，它向相反的方向蠕动。崔说:“就像一条很慢的虫子，头往前挪一点，尾往后挪一点，就这样一纳米一纳米地移动。在这种情况下，它是通过溶解一端并将物质沉积在另一端来运输的。如果锂虫能够保持运动，它最终会接触到正极，重新建立电连接。”

延长电池寿命

研究人员通过其他测试电池和计算机模拟验证了这一结果，并证明了在真实电池中通过调整充电方案可以回收孤立的锂。刘说:“在放电过程中，析出的锂能向负极移动，电流越大，移动越快。因此，研究人员在电池充电后增加了一个快速、大电流的放电步骤，以便隔离的锂移动足够远，并重新连接到负极。这样可以重新激活锂，让它了解电池的使用过程。”

据称，这些研究成果对于设计和开发更坚固的锂金属电池也具有重要意义。据国外媒体报道，来自美国能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学的研究人员可能已经找到了一些恢复可充电锂电池性能的方法，有望提高电动汽车的续航里程。

(来源:AZOM)

锂电池在循环过程中，积累的岛状不活泼锂会与电极断开，从而降低电池的电荷储存能力。然而，研究小组发现，可以允许这些“死”锂像蠕虫一样向其中一个电极蠕动，直到它们重新连接，从而部分逆转不必要的过程。

测试表明，增加这一额外步骤可以减缓测试电池的退化，并将电池寿命提高近30%。研究人员正在探索如何通过超快速放电步骤来恢复锂离子电池的损失容量。

失去联络

与目前电动汽车使用的锂离子电池相比，现在很多研究都在寻找制造重量更轻、寿命更长、安全性更高、充电速度更快的可充电电池的方法。研究人员特别关注锂金属电池的发展，以在单位体积或重量内储存更多能量。在电动汽车中使用新一代电池可以增加单次充电的里程，并占用更少的后备箱空间。

在这两种类型的电池中，带正电荷的锂离子在电极之间来回穿梭。随着时间的推移，一些金属锂不再具有电化学活性，从而形成孤立的锂岛，无法与电极连接。这将导致容量损失，尤其是锂金属技术和快充锂离子电池。

在这项研究中，研究人员证明了电池寿命可以通过移动和回收孤立的锂来延长。斯坦福大学的崔屹教授说:“孤立的锂一直被认为是有害的。然而，研究人员发现了如何用负极给‘死’锂重新通电，使其重新活化。”

孤立的锂岛并没有“死亡”

崔开始推测，通过向电池的正负电极施加电压，可以在电极之间物理移动隔离的锂岛。研究人员想出了做这项研究的主意。该团队通过实验证实了这一过程。

研究人员用锂镍锰钴氧化物(NMC)正电极和锂负电极制作了一个光学电池，正负电极之间有一个隔离的锂岛。通过测试设备，可以实时跟踪电池的内部情况。

结果表明，隔离的锂岛并没有“死”，而是对电池的运行产生了反应。给电池充电时，小岛慢慢向正极移动；放电时，它向相反的方向蠕动。崔说:“就像一条很慢的虫子，头往前挪一点，尾往后挪一点，就这样一纳米一纳米地移动。在这种情况下，它是通过溶解一端并将物质沉积在另一端来运输的。如果锂虫能够保持运动，它最终会接触到正极，重新建立电连接。”

延长电池寿命

研究人员通过其他测试电池和计算机模拟验证了这一结果，并证明了在真实电池中通过调整充电方案可以回收孤立的锂。刘说:“在放电过程中，析出的锂能向负极移动，电流越大，移动越快。因此，研究人员在电池充电后增加了一个快速、大电流的放电步骤，以便隔离的锂移动足够远，并重新连接到负极。这样可以重新激活锂，让它了解电池的使用过程。”

据称，这些研究成果对于设计和开发更坚固的锂金属电池也具有重要意义。

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