科学家找到重新激活可充电锂电池 并将寿命提升30%的新方法

（图自：Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory）

好消息是，研究人员们发现，他们能够让“濒死”的锂岛向蠕虫一样前往其中一个电极、直至实现重新连接，从而部分逆转了不良衰减的过程。

由 2021 年 12 月 22 日发表于《自然》杂志上的这项研究可知 —— 通过引入这个额外的步骤，该团队得以将锂电池寿命延长近 30% 。

论文一作、斯坦福大学博士后研究员 Fang Liu 表示：“我们现正探索使用极快的放电步骤，来回复锂离子电池容量损失的可能性”。

如上图所示，但过一个失活的锂金属岛移动到电池的阳极（或负极）并实现重新连接时，它就能够恢复生机、用于电荷储存和为电子流动提供支撑。

而且 SLAC 与斯坦福大学研究人员发现，他们可通过在电池充电后、立即施加短时间的大电流放电动作，来推动锂岛向阳极方向生长，从而将测试用锂电池的寿命延长近 30% 。

下方动画展示了实验装置的原理，解释了“濒死”的锂岛是如何在电池充放电循环过程中，在阴阳（红蓝）两极之间来回蠕动的。

考虑到当前锂电池已被广泛运用于手机、笔记本电脑和电动汽车，大量研究团队都在寻找重量更轻、寿命更长、安全性更高、充电速度更快的可充电电池方案。

其中一个发展方向是锂金属电池，在相同的单位体积重量下，它能够储存更大的容量、充电效率也更高。若得到普及，下一代电动汽车的重量和空间占用都可更少、或在同等电池体积下实现更长的续航里程。

不过无论固态或锂离子电池，它们都要用到带正电的锂离子在两极之间来回穿梭。随着时间的推移，一些金属锂会出现电化学惰性、形成不再与电极连接的锂孤岛，从而造成容量的损失。

有关这项研究的详情，还请移步至 2021 年 12 月 22 日正式出版的《自然》（Nature）期刊查看。

原标题为《Dynamic spatial progression of isolated lithium during battery operations》。