盖世汽车讯 目前，人们正在大力推动延长电动汽车锂离子电池的使用寿命。根据美国法律，这些电池在使用8年后必须能够保持其原始满电量的80%。然而，许多行业专家认为需要能够使用数十年的电池——这样，一旦电池无法用于电动汽车，就可以进行“二次利用”——例如将它们捆绑在一起，储存风能和太阳能，为电网供电。

据外媒报道，达尔豪斯大学（Dalhousie University）的研究人员利用萨斯喀彻温大学（University of Saskatchewan）的加拿大光源（CLS）分析了一种新型锂离子电池材料——单晶电极——该材料在哈利法克斯实验室（Halifax lab）中连续充电和放电已超过六年。

图片来源：期刊《Electrochemical Society》

在达到80%的容量截止点之前，该材料持续了20,000多个循环。这相当于行驶了800万公里。作为研究的一部分，研究人员将这种最近才上市的新型电池与常规锂离子电池进行了比较，后者在达到80%的容量截止点之前持续了2,400个循环。

“我们研究的主要重点是了解电池内部的损坏和疲劳如何随着时间的推移而发展，以及如何防止这种情况发生，”CLS的高级科学家Toby Bond说道。

当科学家们使用超亮同步加速器光来观察这两款电池的内部时，事情变得非常有趣。当观察普通锂离子电池的内部工作原理时，研究人员发现电极材料中出现了大量微观裂纹，这是由于反复充电和放电造成的。研究人员解释说，锂实际上迫使电池材料中的原子分离，并导致材料膨胀和收缩。

“最终，出现了太多裂缝，电极基本上被粉碎了。”然而，当研究人员观察单晶电极电池时，他们几乎没有发现这种机械应力的证据。“在我们的图像中，它看起来非常像一个全新的电池。我们几乎看不出区别。”

Bond将新型电池几乎没有退化归因于构成电池电极的颗粒形状和行为的差异。在普通电池中，电池电极由比头发宽度小50倍的微小颗粒组成。

如果放大这些粒子，它们是由更小的晶体组成的，这些晶体像雪球中的雪花一样聚集在一起。单晶，顾名思义，就是一块大晶体：更像冰块。“如果你一只手拿着雪球，另一只手拿着冰块，压碎雪球就容易得多，”Bond表示。“冰块对机械应力和应变的抵抗力更强。”

虽然研究人员早就知道这种新型电池可以抵抗锂离子电池易受的微裂纹，但这是第一次有人研究循环时间如此长的电池。“在同步加速器上进行这种测量的好处是，我们可以在微观层面上观察它，而不必拆开电池。一旦我们将一个电池循环六年，就真的不想把它拆开——它非常珍贵，对我们来说非常有价值，里面包含了非常多的信息。”

Bond表示：“这项研究最令人兴奋的地方在于，它表明我们可能已经接近电池不再是电动汽车的限制部件的临界点——因为它的使用寿命可能比汽车的其他部件更长。“我们真的需要电动汽车尽可能地耐用，因为驾驶时间越长，碳足迹的改善就越好。此外，如果电池组的使用寿命比汽车长，还可以将它们用于大规模储能。”

Bond表示，新电池已经投入商业化生产，它们的使用将在未来几年内大幅增加。相关研究发表在期刊《Electrochemical Society》。

来源；快科技

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