新的“脉冲电流”充电工艺可让电脑和手机电池寿命翻倍

【华人头条南北卡罗莱纳晨昕编译】科学家们设计了一种新的锂离子电池充电协议，该协议能使智能手机和笔记本电脑中使用的电池寿命翻倍。这种充电方法——通过“脉冲电流”而非“恒定电流”向设备供电——可以使电池寿命延长多年。这项研究成果3月14日发表在《先进材料科学》。 

锂离子电池被广泛应用于从电动车（EV）到便携式电子产品中，但这些电池的最大容量会随着时间的推移而降低。它们的使用时间越长，经历的充电周期越多，其保持的电量就越少。例如，许多笔记本电脑的电池最多可以使用五年——或300至500个充电周期——根据笔记本电脑制造商联想的说法。同时，最好的电池服务寿命可达八年，科学家称。这些电池通常具有由化合物NMC532（含有镍、锰和钴）以及石墨构成的电极。

通常情况下，这些电池通过恒定电流充电，而“快速充电”产品通常使用脉冲充电。在该研究中，科学家们对不同电池进行了恒定电流和脉冲电流充电，并测量了电池的充电容量。在恒定电流电池中，阳极的电解质界面——电解质材料与带正电的电极之间发生电子交换的地方——显著变厚。这限制了它所能保持的电量。在NMC532和石墨电极中还出现了更多的裂纹，这降低了电池的充电能力。 

另一方面，脉冲电流使电池能够承受的充电周期从恒定电流的大约500周期增加到超过1000周期。脉冲电流充电之所以表现更好，是因为在供电间隙期间，材料得到了休息。研究人员在论文中写道：“这些发现为优化现今锂离子电池（LIBs）的充电协议以及在服务寿命期间乃至于未来电池技术的推进提供了洞察。” 

这些发现与以前的研究相符。2023年，瑞典KTH皇家理工学院的粒子物理学教授约瑟芬·斯特兰德伯格发布了一篇论文，发现当使用基于脉冲电流的充电协议时，锂离子电池的健康状况得到了改善。

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