4月17日消息，亥姆霍茲中心與柏林洪堡大學(xué)的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)近期發(fā)布論文，揭示了將鋰離子電池壽命延長(zhǎng)一倍的有效策略。

研究發(fā)現(xiàn)，改變充電路徑以?xún)?yōu)化電解質(zhì)材料的電流傳輸，能夠顯著提升電池在數(shù)百次充放循環(huán)后的能量?jī)?chǔ)存能力。

鋰離子電池作為一種緊湊且耐用的儲(chǔ)能設(shè)備，已被廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。然而，由于電解質(zhì)在陽(yáng)極和陰極之間的薄膜中穿梭，其容量（即健康度）會(huì)逐步下降。

當(dāng)前最優(yōu)秀的商業(yè)級(jí)鋰離子電池采用NMC532化合物及石墨為電極材料，使用壽命可達(dá)8年之久。

傳統(tǒng)的恒定電流（CC）充電模式易導(dǎo)致陽(yáng)極固體電解質(zhì)界面（SEI）增厚，以及NMC532和石墨電極結(jié)構(gòu)出現(xiàn)更多裂紋。

而科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了基于脈沖電流（PC）的充電協(xié)議，成功減緩了SEI增厚的速率，同時(shí)降低了電極材料的結(jié)構(gòu)變化程度。

研究團(tuán)隊(duì)借助歐洲兩大頂尖粒子加速同步加速器設(shè)施BESSY II和PETRA III進(jìn)行了脈沖電流充電實(shí)驗(yàn)。

結(jié)果顯示，PC充電有助于實(shí)現(xiàn)石墨中鋰離子的均勻分布，從而減輕石墨顆粒中的機(jī)械應(yīng)力和裂紋。此外，該方案還有助于抑制NMC532陰極的結(jié)構(gòu)退化。

研究證實(shí)，方波電流的高頻脈沖效果最佳。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，PC充電可使商用鋰離子電池的使用壽命翻番，健康度維持在80%以上。

該研究的主要作者、柏林工業(yè)大學(xué)教授Julia Kowal博士表示：“脈沖充電在穩(wěn)定電極材料和界面性能方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，從而極大地延長(zhǎng)了電池的使用壽命。”