重新激活"死"锂、减缓退化，延长锂电池使用寿命近30%的方法

1月3日，据Tech Xplore报道，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已经找到了一种振兴可充电锂电池的方法，即通过增加一个极快放电步骤可以重新激活“死”锂与负极建立连接，从而恢复锂离子电池中的损失容量。实验表明，添加这个额外的步骤可以减缓测试电池的退化，并将其使用寿命延长近30%。相关研究结果发表在《Nature》杂志上。

无论是锂离子电池，还是锂金属电池都使用带正电的锂离子，在电极之间来回穿梭。随着时间的推移，一些金属锂变得电化学上不活跃，形成孤立的锂岛，不再与电极连接。这会导致电池容量损失，对于锂金属技术和锂离子电池的快速充电来说，这是一个特别值得关注的问题。

动画显示了对锂电池测试单元进行充电和放电如何导致"死"或分离的锂金属岛在电极之间来回蠕动。

斯坦福大学和SLAC教授，斯坦福大学材料与能源研究所（SIMES）研究员Yi Cui说："我一直认为孤立的锂岛是坏的，因为它会导致电池衰变甚至着火，但我们已经发现了如何将这种'死'锂与负极重新连接并重新激活它的方法。"

崔教授的研究团队制造了一种光学电池，其间有锂镍锰钴氧化物（NMC）阴极，锂阳极和孤立的锂岛。该测试设备允许他们实时跟踪电池内部在使用时发生的情况。他们发现，孤立的锂岛根本没有"死亡"，而是对电池操作做出了反应。当给电池充电时，岛屿缓慢地向阴极移动；放电时，它向相反的方向爬行。科学家们用其他测试电池并通过计算机模拟验证了这些结果，还证明了如何通过修改充电协议来回收真实电池中的锂。

当一个失活的锂金属岛移动到电池的阳极或负极并重新连接时，它会恢复生命。

科学家发现，可以在放电过程中将孤立的锂向阳极移动，并且在更高的电流下这些运动更快。因此，他们在电池充电后立即添加了一个快速的高电流放电步骤，该步骤将隔离的锂移动得足够远，以使其与阳极重新连接。这会重新激活锂，因此可以延长电池的使用寿命。

这项工作由美国能源部能源效率和可再生能源办公室，电池材料研究（BMR）下的车辆技术办公室，电池500联盟和锂离子电池（XCEL）计划的eXtreme快速充电电池评估资助。

本文摘自《智车未来》，更多精彩内容请>>>>智车未来-第6期