电动汽车未来的发展正朝着使用锂金属电池的方向迈进,其一次充电的行驶里程将是传统锂离子电池的两倍,即800至1100公里。锂金属技术在早期充放电周期后,会面临电池容量迅速下降的挑战。面对这一难题,新的研究为我们提供了创新的解决方案。
研究指出,通过将电池置于放电状态,可以有效恢复损失的电池容量并延长其循环寿命。这一改进无需额外成本,也不需要改变设备、材料或生产流程,仅需对现有的电池管理软件进行重新编程即可实现。
该过程包括两个关键步骤:完全放电电池,这会使阳极上的金属锂被剥离,留下的是被固体电解质界面(SEI)包围的不活跃的孤立锂碎片。接着,让电池进行静置,研究发现在放电状态下静置一小时,可以使SEI基质周围的死锂溶解并重新连接到阳极,从而使失效的锂重新焕发活力。
研究人员使用先进的延时视频显微镜,直观地观察到了剩余SEI的分解以及随后的死锂恢复过程。在典型的电动汽车中,约有4000个电池排列在由电池管理系统控制的模块中,该系统如同“电子大脑”一般和控制电池性能。通过编程,现有的管理系统能够实现单个模块的完全放电,使其剩余容量归零。
斯坦福大学能源与工程系的崔屹教授表示,此项新研究为电动汽车制造商提供了宝贵的实用见解,有助于指导未来的研究工作,并推动锂金属电池走向更广泛的商业应用。这一发现不仅为电动汽车的未来发展指明了方向,同时也为车用锂电池的技术进步提供了新的可能。