簡易方法延長鋰金屬電池壽命只需耗盡電量并靜置幾小時

科學家一直在測試各種新材料和技術，以提高車用鋰電池的循環壽命。美國斯坦福大學研究人員最近發現了一種簡單且低成本的解決方案:只需讓電池耗盡電量并靜置幾小時，不僅能恢復電池容量，還能提升整體性能。該研究成果7日發表于《自然》雜志。

下一代電動汽車可使用鋰金屬電池，一次充電可行駛800—1100公里，這是傳統鋰離子電池續航里程的兩倍。但鋰金屬技術存在嚴重缺陷:在相對較少的充放電周期后，電池容量會迅速下降。

新研究發現，通過將電池置于放電狀態，可恢復損失的電池容量并延長循環壽命。這些改進只需重新編程電池管理軟件即可實現，無需額外成本或改變設備、材料或生產流程。

具體操作可分為兩個步驟:首先是將電池完全放電。放電會從陽極剝離所有金屬鋰，剩下的只是被固體電解質界面包圍的不活躍的孤立鋰碎片(死鋰)。

接著讓電池靜置。研究發現，如果電池在放電狀態下靜置1小時，SEI基質周圍的死鋰就會溶解掉。重新連接到陽極會使失效的鋰重新煥發活力，使電池能產生更多電量并延長其循環壽命。

研究人員使用延時視頻顯微鏡，直觀地確認了剩余SEI的分解以及隨后在靜止階段死鋰的恢復。

資料圖:工人在車間進行電池生產

典型的電動汽車約有4000個電池，排列在由電池管理系統控制的模塊中。電池管理系統是監視和控制電池性能的“電子大腦”。現有的管理系統可編程實現單個模塊完全放電，使其剩余容量為零。因此，這種方法不需要昂貴的新制造技術或材料。

斯坦福大學能源與工程系教授崔屹表示，新研究可為電動汽車制造商提供有關如何使鋰金屬技術適應實際駕駛條件的實用見解，幫助指導未來的研究，推動鋰金屬電池走向廣泛的商業應用。