鋰電池壽命可延長 1 倍，科學家研發基于脈沖電流的充電協議
發布時間：2024-4-17 14:39
發布者：eechina
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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”。 |
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