改進的充電協(xié)議可能有助于延長鋰離子電池的使用壽命。一個國際團隊證明，使用高頻脈沖電流充電可以減少老化效應。該研究由 Philipp Adelhelm(HZB 和洪堡大學)領(lǐng)導，與柏林工業(yè)大學和丹麥奧爾堡大學的團隊合作。 X 射線源 BESSY II 上的實驗尤其具有啟發(fā)性。
鋰離子電池功能強大，用途廣泛，從電動汽車到電子設(shè)備。然而，它們的容量在數(shù)百次充電循環(huán)過程中逐漸下降。最好的商用鋰離子電池的電極由所謂的NMC532(分子式：LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2)和石墨制成，使用壽命長達八年。電池通常采用恒流充電。
但這真的是最有利的方法嗎? HZB 和柏林洪堡大學的 Philipp Adelhelm 教授小組的一項新研究明確回答了這個問題：“不”。該研究發(fā)表在《先進能源材料》雜志上，分析了充電協(xié)議對電池使用壽命的影響。
老化效應分析
部分電池測試是在奧爾堡大學進行的。電池要么采用傳統(tǒng)的恒流 (CC) 充電，要么采用新的脈沖電流 (PC) 充電協(xié)議。事后分析揭示了幾次充電循環(huán)后的明顯差異：在 CC 樣品中，陽極處的固體電解質(zhì)界面 (SEI) 明顯更厚，這損害了容量。
研究小組還發(fā)現(xiàn)NMC532和石墨電極的結(jié)構(gòu)中有更多裂紋，這也導致了容量損失。相比之下，PC 充電導致 SEI 界面更薄，電極材料的結(jié)構(gòu)變化更少。
BESSY II 和 PETRA III 的同步加速器實驗
HZB 研究員 Yaolin Xu 博士隨后領(lǐng)導對洪堡大學和 BESSY II 的鋰離子電池進行了研究，利用操作拉曼光譜和膨脹測量以及 X 射線吸收光譜來分析使用不同協(xié)議充電期間發(fā)生的情況。補充實驗在 PETRA III 同步加速器上進行。
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