IT 之家 2 月 14 日消息,斯坦福大學的研究人員發現,延長锂金屬電池壽命的最佳方法之一,是将其電量耗盡并靜置幾個小時。
2 月 7 日在《Nature》雜志上發表的題爲 " 休息可恢複放電後的锂金屬電池的性能 " 的研究發現,這種簡單的方法可以恢複電池容量并提高整體性能。
該研究的共同主要作者、斯坦福大學材料科學與工程博士生 Wenbo Zhang 表示:
我們一直在尋找最簡單、最便宜、最快的方法來提高锂金屬電池的循環壽命。我們發現,通過将電池置于放電狀态,可以恢複損失的容量并延長循環壽命。
這些改進隻需對電池管理軟件進行重新編程即可實現,無需額外成本或改變設備、材料或生産流程。
傳統的锂離子電池由兩個電極組成 —— 石墨陽極和锂金屬氧化物陰極 —— 由液體或固體電解質隔開,電解質使锂離子來回穿梭。
在锂金屬電池中,石墨陽極被電鍍锂金屬取代,這使其能夠在相同的空間内存儲兩倍于锂離子電池的能量,锂金屬陽極的重量也比石墨陽極輕。然而,锂金屬電池的循環壽命短是一大缺點,反複充電和放電會導緻額外的死锂積聚,進而導緻電池迅速失去容量。
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當锂金屬電池放電時,微米級的锂金屬會被隔離并捕獲在固體電解質界面(SEI)中。這種海綿狀基質在陽極和電解質相遇的地方形成。
IT 之家注意到,斯坦福大學之前的研究發現,當電池閑置時,SEI 矩陣開始溶解。基于這一發現,進行這項研究的研究人員決定看看如果電池在放電時休息會發生什麽。他們将電池完全放電,使其流過的電流爲零,并發現如果電池處于放電狀态僅一個小時,死锂周圍的一些 SEI 基質就會溶解掉。
當锂金屬電池充電時,失效的锂将與陽極重新連接。與陽極的重新連接使失效的锂重新煥發活力,使電池能夠産生更多的能量并延長其循環壽命。
研究小組最初認爲能量損失是不可逆的,但使用延時拍攝顯微鏡,他們發現隻需讓放電的電池休息即可恢複損失的容量。