锂金属电池如何简单提高循环寿命？耗尽电量静置几个小时即可

IT之家 2 月 14 日消息，斯坦福大学的研究人员发现，延长锂金属电池寿命的最佳方法之一，是将其电量耗尽并静置几个小时。

2 月 7 日在《Nature》杂志上发表的题为“休息可恢复放电后的锂金属电池的性能”的研究发现，这种简单的方法可以恢复电池容量并提高整体性能。

该研究的共同主要作者、斯坦福大学材料科学与工程博士生 Wenbo Zhang 表示：

我们一直在寻找最简单、最便宜、最快的方法来提高锂金属电池的循环寿命。我们发现，通过将电池置于放电状态，可以恢复损失的容量并延长循环寿命。

这些改进只需对电池管理软件进行重新编程即可实现，无需额外成本或改变设备、材料或生产流程。

传统的锂离子电池由两个电极组成 —— 石墨阳极和锂金属氧化物阴极 —— 由液体或固体电解质隔开，电解质使锂离子来回穿梭。

在锂金属电池中，石墨阳极被电镀锂金属取代，这使其能够在相同的空间内存储两倍于锂离子电池的能量，锂金属阳极的重量也比石墨阳极轻。然而，锂金属电池的循环寿命短是一大缺点，反复充电和放电会导致额外的死锂积聚，进而导致电池迅速失去容量。

当锂金属电池放电时，微米级的锂金属会被隔离并捕获在固体电解质界面（SEI）中。这种海绵状基质在阳极和电解质相遇的地方形成。

IT之家注意到，斯坦福大学之前的研究发现，当电池闲置时，SEI 矩阵开始溶解。基于这一发现，进行这项研究的研究人员决定看看如果电池在放电时休息会发生什么。他们将电池完全放电，使其流过的电流为零，并发现如果电池处于放电状态仅一个小时，死锂周围的一些 SEI 基质就会溶解掉。

当锂金属电池充电时，失效的锂将与阳极重新连接。与阳极的重新连接使失效的锂重新焕发活力，使电池能够产生更多的能量并延长其循环寿命。

研究小组最初认为能量损失是不可逆的，但使用延时拍摄显微镜，他们发现只需让放电的电池休息即可恢复损失的容量。

关于固态电池你需要知道的5件事

“现在的电车你别买，等固态电池一出来，这些车全部都要被淘汰了。”这话是真的假的？

固态电池的优点，有哪些是大家还不知道的？存不存在缺点？

今天我来给你讲讲。

固态电池充电更快

第1点，固态电池充电的确会更快 ，理论上至少可以快1倍 。

目前充电比较快的电池，大概15分钟 能充个600公里 的续航。

那固态电池充电有多快？

参考丰田在前两年的宣传，充电10分钟，续航1200公里 。

这也不是瞎扯唬人，电池的充电速度会受到温度、材料、电池结构、充电设备等因素的影响 。

全固态电池，光是在固态电解质的耐高温 这一项，最少就比目前的电池要高上6倍 ，最高的甚至能达到15倍 。

来源：《Approaching Practically Accessible SolidState Batteries: Stabilityissues Related to SolicEle

这让它能够承受更高的功率，充电速度自然就更快了 ，前提你得有这个桩。

固态电池寿命和续航更长

第2点，固态电池能用的更久 ，并且续航也更长 。

我之前也讲过的，现在电池寿命大概在20年左右 。

而固态电池最少可以做到使用50年 。

有数据的：

Ye L , Lu Y , Wang Y ,et al.Fast cycling of lithium metal in solid-state batteries by constriction-s

固态电池循环2000次 之后，它的容量保持率为92% 。3000和6000次循环之后，仍然有88%和80% 。

和目前市面上800次循环就报废 的电池比起来，提升 最少1.5倍 。

来源：维科网·锂电

而且在续航上，目前电池宣传的是能跑1000公里 ，固态电池至少在这个基础上再提升350公里 。

吴娇杨,刘品,胡勇胜,等.锂离子电池和金属锂离子电池的能量密度计算[J].储能科学与技术.

因为从电池的能量密度 上来看，目前的液态电池基本上都没办法超过300Wh/kg 。半固态电池目前是360Wh/kg 。

来源：IT之家

而当前实验室条件下的固态电池能量密度在400Wh/kg ，理论最高可以达到900Wh/kg 。

来源：《固态电池研究及产业化》

以我国短期目标 电池能量密度500Wh/kg 作为参考，固态电池容量上升1/3，问题是不大的 。

来源：《卫蓝新能源-固态电池的开发现状和应用思考》

固态电池更安全

第3点，固态电池其实更安全 。

看下面这张图，充电是一个类似于摇摇椅的过程。

来源：中国粉体网、中科海钠官网

充电的时候，锂离子从正极进入负极，放电就反一反 。

固态电池和目前的电池的区别，除了电解质属性不同 以外，它是没有隔膜 这么个东西的。

隔膜是干嘛用的？就是防止电子在正负极乱窜，导致短路 。

那对于隔膜最大的威胁，就是锂原子穿梭正负极产生的锂枝晶 。

堆积时间久了，这个锂枝晶会穿破隔膜，导致电子乱窜，发生短路，引起燃烧 的。

Ye L , Lu Y , Wang Y ,et al.Fast cycling of lithium metal in solid-state batteries by constriction

有点像轮胎，只要被扎了一个小孔，那么很快这个轮胎就不能用了。

而固态电池，它的电解质本身就是固态的 ，也就更不容易被穿破 了。

就算被穿破了，因为本身更耐高温，也不容易发生燃烧 。

固态电解质，最低 能承受600℃ 的高温，最高1800℃ 。要知道黄金的熔点 也才1100℃ 。

来源：《Approaching Practically Accessible SolidState Batteries: Stabilityissues Related to SolicEle

固态电池什么时候量产

第4个接着讲，固态电池为什么还没量产，“等等党”要等多久才能迎来胜利？

从目前的资料来看，至少要等到2028年才会有比较稳定的量产 。

来源：《卫蓝新能源-固态电池的开发现状和应用思考》

这两年的话，会看到比较多装有半固态电池的新车 。

固态电池没有办法量产，主要原因还是在技术上 ，最大难题就是找到合适的电解质和负极 。

负极材料以金属锂 为例子，它的稳定性和安全性太差了 。然后各方面相对都合适的硅碳负极 ，成本又太高了 。

来源：《固态电池研究及产业化》

想买电车，但不是很着急的朋友，可以再等等，观望一下 ，看看新技术出来也可以的。

最多也就是个4年左右 的时间，就能看到成果了。

固态电池贵不贵

第5个，就是大家比较关心的成本问题 ，固态电池要多少钱？

从比较靠谱的预测来看：

半固态电池目前大概8毛多1Wh ，也就是1度电要800多块钱，100度电8万多块钱 。

等到了中期 ，半固态电池的价格差不多能便宜一半左右 。

全固态电池的价格，远期的预测和目前半固态价格可能差不多 ，也是在8毛1Wh 。

所以等到全固态电池上市的时候，估计价格不会比现在用半固态的车型低 了。

而且刚出来的时候，它肯定是要收回它的研发成本 什么的，价格肯定是偏高的 。

预算在20万以内的朋友们，还是考虑看看其他的吧。

关于买车的疑问

那有些朋友听到这要讲了：20万和我没有关系，我预算一共就10万，买什么车比较好？油车、电车我要怎么选？买新车还是二手车？

这个我前两天刚好给大家做过了，感兴趣的朋友进我主页搜一搜找一找，现成干货现在就能看到。

相关问答

[回答]穿梭车货架因为是由穿梭车进行自动存储货物,因此比普通的人工存储准确性更强,也不太容易出现错误。同时在工作的效率上要比传统货架高出很多,这也就...

[回答]穿梭车货架特点:1、穿梭式货架在使用中,遥控操作、无需驶入、进出货物率高。2、穿梭货架的结构上,抗震安全性高于驶入式货架。3、穿梭车的电池可以...

两轮电动车石墨烯能跑60-100公里。50公里。石墨烯电池是在锂离子和石墨烯表面电极之间快速穿梭运动开发的电池,石墨烯电池可以在40-120°C环境下稳定工作,既耐...

内部微化学平衡后,在高电势电场作用下,有机分子集团会携裹部分锂离子穿梭,造成电势微降;如果里面有些杂质作为凝核,测作用大大加强,电势将降得较快;...

有。石墨烯电池是一种新型电池技术,是由单层碳原子组成的二维材料组成。它利用了石墨烯这种新材料的优异特性,具有能量密度高、充电速度快、寿命长、安全性高...

展开全部例文一戾啸水,火铭。说女人是水做的,永远是沉默的羔羊。却不知生来就酝酿的乖戾。在爆发的一刻……也许只是过眼云烟,但爆发时释放的能量惊世骇...

答:搭载1000W功率的机动,能跑90-100km左右。石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯...答:搭载1000...

48v23ah电动车的续航力是80公里-105公里。目前的电动车一般采用的都是石墨烯电池,那么就需要知道什么是石墨烯电池。石墨烯是利用锂离子在石墨烯表面与电极之...

天能有款真黑金石墨烯电池60v20ah当前价格:1,092、00元。2、石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。...

[回答]穿梭式货架大的优势还是表现在它们的自动化存储模式上。而在自动化仓储领域里,相比综合性的自动化立体库,在建造成本上也更具优势,在很多的中小企业...