锂电池不耐用了 锂电池短命的原因找到了，而且还有了“起死回生”的办法

锂电池短命的原因找到了，而且还有了“起死回生”的办法

锂电池修复策略示意图。

锂离子电池和其他新兴锂基电池技术已经广泛应用于智能手机、笔记本电脑和相机等产品。锂电池优点诸多，但它们的使用寿命较短。工程师们发现，导致锂电池性能衰减的主要原因之一在于，锂有时会变得不活跃。这种“死锂”会引发容量衰减和热失控，最终导致锂电池性能受损或寿命完结。techxplore.com网站当地时间4月22日报道，中国浙江工业大学、浙江大学和美国阿贡国家实验室的研究人员基于碘氧化还原反应，设计了一种让锂金属阳极中的非活性锂“起死回生”的策略。相关研究成果刊登在《自然·能源》杂志中。

固体电解质界面（SEI）是锂离子电池在前几个充电周期中，阳极上产生的一层钝化层。SEI对确保电池效率、稳定性和安全性起着至关重要的作用。在传统石墨阳极锂离子电池中，SEI通常由LiF、Li2CO3、烷基碳酸酯等物质构成。最近的研究表明，在锂金属阳极电池中，SEI主要由Li2O组成。在这类电池中，锂镀层体积的变化会对Li2O基SEI的机械完整性和钝化作用产生不利影响。这反过来又促成了“死锂”的形成。

此前，其他研究人员曾提出过多种提高锂金属阳极电池性能的方法。例如，使用人工SEI结构或加入SEI调节的电解质添加剂（六氟磷酸铯或碳酸氟乙烯）。然而，他们发现锂镀层的体积变化会导致SEI破裂，将锂暴露在电解液中，导致形成新的SEI。随着时间推移，这种持续的SEI损坏和修复过程会损害电池性能。

在新策略中，研究人员希望量化在锂金属阳极上形成的SEI中的Li2O含量。此外，他们还研究了钝化SEI在电隔离死锂形成中的作用。研究人员Chengbin Jin等指出，SEI中锂的损耗和死锂碎片化是导致锂金属电池性能下降的主要原因。这一发现启发他们设计了用碘氧化还原反应恢复死锂活性的方法。研究人员在文中说：“我们提出了一种基于系列碘氧化还原反应（主要涉及I3-/I-）的锂还原方法。以生物炭胶囊作为碘的载体，我们证实了I3-/I-氧化的自发特性，它能有效地恢复死锂活性，弥补锂损耗。”

按照这种设计思路，Jin等用极少量的锂制备了一种完整的电池。该电池具有1000次的循环寿命以及高达99.9%的库伦效率。为了进一步评估锂离子恢复策略的有效性，研究人员将阳极与商业阴极（如LiFePO4和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2）结合，构建了一种袋状电池。这种电池在寿命和效率测试中也取得了良好的结果。

在未来，该研究团队设计的锂离子活性恢复策略，不仅有助于开发新型高性能锂金属阳极电池，还可以用于延长现有锂电池的循环寿命。

原创编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《自然·能源》

期刊编号：2058-7546

原文链接：https://techxplore.com/news/2021-04-strategy-rejuvenate-dead-lithium-batteries.html

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锂电池不耐用的原因

现阶段的手机科技越来越发达，而且伴随着手机的使用时间，锂电池在使用一段时间后慢慢的就不耐用了。下面鑫动力小编分析一下锂电池寿命变短的原因。

1、手机整晚充电：当锂电池充满电后手机会开启自动保护措施，但为了维持100%电量，手机实际上会自动缓慢充电，这样电池就会一直保持高压、高强的状态，进而导致电池容量的损失，久而久之电池的容量就会变小。

2、使用电脑USB接口充电：这是上班族经常使用的充电方式之一，但这种方式非常伤害手机电池。电脑USB接口的电流非常不稳定，会随着电脑的使用而忽强忽弱，这会损坏手机的电板，缩短手机电池的使用寿命。

3、软件和数据的增加也是增加功耗的因素之一，随着时间的推移，越来越多的应用程序都安装在手机上，大多数应用程序在后台都会有驻留程序、推送消息等。

4、环境温度的影响：低温导致电池化学反应缓慢，放电电流降低直接导致电池可用容量的降低；当温度较高时，电池的化学反应速度会加快，这与功耗成正比，另外当我们玩游戏时，手机的处理器会发热很多，如果散热不好电池的温度会更高，让人感觉电池不耐用。

浅谈锂电池寿命变短的原因

（1）锂电池中的锂离子浓度会发生涨落变化，这也解释了锂电池寿命变短的原因。晶格是晶体内部的粒子按一定几何图形排列而成的结构，锂离子进入晶格前，晶格的结构很均匀，一旦锂离子进入就会拉伸晶格，当锂离子流出时晶格又收缩了。锂离子的不均匀运动可能造成持久性损害，原因是它使电池内活性成分的结构变形，并可能导致电池疲劳失效。

（2）快速充放电：快速充放电对锂电池续航不利，因此经常使用快充功能可能会损伤设备的锂电池寿命，此外高强度地使用设备让锂电池电量快速下降，也会导致锂电池寿命下滑。

（3）储存环境：设备避免储存在不适当的环境下，这包括温度低于0度或高于40度，或者是太潮湿的地方，这都会影响锂电池的寿命。

（4）温度：温度非常影响锂电池的寿命，因此当充电时发现设备变得太热，最好尽快拔下充电线让其降温；同时也应尽量减少暴露在低温下的时间，尤其是在充电的时候。电动汽车车主也最好在夏天时将车辆停在阴影处，同时看情况开启车内的空调系统，让车子保持在适当的温度。

大家都希望自己的手机续航更久，不妨在日常使用时多注意一下，避免出现以上情况。当电池寿命低于80%时建议尽快换一块新电池，因为锂电池毕竟属于易耗品。

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