传统上,锂离子电池普遍采取恒流充电办法,但研究显示这并非最佳方案。研究团队比拟了恒流充电与新型脉冲电流充电对电池寿命的影响。实验表明,在经由多次充电循环后,采取恒流充电的电池阳极侧固体电解质界面更厚,这会降落电池容量;同时,NMC532正极材料和石墨负极材料内部构造涌现更多裂纹,同样导致容量丢失。
而采取新型脉冲电流充电的电池则表现出电解质界面更薄,电极材料构造变革更小的上风。研究职员通过拉曼光谱、膨胀丈量以及X射线接管光谱等方法,在BESSY II同步加速器和PETRA III上进行了深入剖析。结果揭示,脉冲电流充电能够促进石墨中锂离子的均匀分布,减少石墨颗粒因应力引起的机器开裂,提高石墨阳极的构造稳定性,同时也抑制了NMC532正极材料的构造变革。
主要的是,脉冲电流的频率对延长电池寿命有显著影响。研究指出,采取高频方波电流的新型脉冲电流充电协议能够在不捐躯性能的条件下,将商用锂离子电池的循环寿命险些翻倍,即在容量保持率为80%的情形下,电池寿命得以显著延长。这项研究为优化锂离子电池充电策略供应了有力的科学依据,有望推动电池技能的发展,进一步提升电动汽车和各种电子设备的性能表现和利用寿命。

这项研究近期揭橥在《前辈能源材料》杂志上,DOI:10.1002/AENM.202400190