锂金属电池如何简单提高循环寿命？耗尽电量静置几个小时即可

2 月 14 日消息，斯坦福大学的研究人员发现，延长锂金属电池寿命的最佳方法之一，是将其电量耗尽并静置几个小时。

2 月 7 日在《Nature》杂志上发表的题为“休息可恢复放电后的锂金属电池的性能”的研究发现，这种简单的方法可以恢复电池容量并提高整体性能。

该研究的共同主要作者、斯坦福大学材料科学与工程博士生 Wenbo Zhang 表示：

我们一直在寻找最简单、最便宜、最快的方法来提高锂金属电池的循环寿命。我们发现，通过将电池置于放电状态，可以恢复损失的容量并延长循环寿命。

这些改进只需对电池管理软件进行重新编程即可实现，无需额外成本或改变设备、材料或生产流程。

传统的锂离子电池由两个电极组成 —— 石墨阳极和锂金属氧化物阴极 —— 由液体或固体电解质隔开，电解质使锂离子来回穿梭。

在锂金属电池中，石墨阳极被电镀锂金属取代，这使其能够在相同的空间内存储两倍于锂离子电池的能量，锂金属阳极的重量也比石墨阳极轻。然而，锂金属电池的循环寿命短是一大缺点，反复充电和放电会导致额外的死锂积聚，进而导致电池迅速失去容量。

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当锂金属电池放电时，微米级的锂金属会被隔离并捕获在固体电解质界面（SEI）中。这种海绵状基质在阳极和电解质相遇的地方形成。

注意到，斯坦福大学之前的研究发现，当电池闲置时，SEI 矩阵开始溶解。基于这一发现，进行这项研究的研究人员决定看看如果电池在放电时休息会发生什么。他们将电池完全放电，使其流过的电流为零，并发现如果电池处于放电状态仅一个小时，死锂周围的一些 SEI 基质就会溶解掉。

当锂金属电池充电时，失效的锂将与阳极重新连接。与阳极的重新连接使失效的锂重新焕发活力，使电池能够产生更多的能量并延长其循环寿命。

研究小组最初认为能量损失是不可逆的，但使用延时拍摄显微镜，他们发现只需让放电的电池休息即可恢复损失的容量。