科学家发现了一种新的方法来重新激活可充电锂电池,并将其寿命延长30%。
美国能源部下属的SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学的研究人员刚刚推出了一种可以大大恢复可充电锂电池效率的方法。对于电动汽车和下一代电子设备来说,这意味着相关产品的电池寿命可以进一步延长。据报道,锂电池经过多次充放电循环后,会在电极之间形成活性较低的锂岛,从而降低电池的储能效果。
(图片来自:格雷格·斯图尔特/Slac国家加速器实验室)
好消息是,研究人员发现,他们可以让“垂死”的锂岛像虫子一样走到其中一个电极上,直到重新连接,从而部分逆转不良衰减的过程。
根据2021,65438年2月22日发表在《自然》杂志上的研究,该团队通过引入这一额外的步骤,能够将锂电池的寿命延长近30%。
斯坦福大学博士后研究员方柳说:“我们现在正在探索使用极快的放电步骤来恢复锂离子电池容量损失的可能性。”
如上图所示,当一个失活的锂金属岛移动到电池的阳极(或阴极)并重新连接时,它可以恢复生命,用于电荷存储并为电子流提供支持。
下面的动画展示了实验装置的原理,并解释了“垂死”的锂岛如何在电池充放电循环中在阳极和阴极(红色和蓝色)之间来回蠕动。
考虑到锂电池已经广泛应用于手机、笔记本电脑和电动汽车,大量研究团队正在寻找重量更轻、寿命更长、安全性更高、充电速度更快的可充电电池解决方案。
发展方向之一是锂金属电池,在单位体积重量相同的情况下,可以储存更多的容量,充电效率更高。如果普及,下一代电动汽车可以占用更少的重量和空间,或者在相同的电池体积下实现更长的续航里程。
然而,固态电池和锂离子电池都使用带正电的锂离子在两极之间来回穿梭。随着时间的推移,一些金属锂将是电化学惰性的,形成不再与电极连接的锂岛,导致容量损失。
有关这项研究的详细信息,请参见2月22日出版的《自然》杂志,2021 65438。
原标题为电池运行期间孤立锂的动态空间进展。