锂离子电池因其强大的功能而得到了广泛的应用，从电动汽车到便携式电子设备，其已成为现代社会不可或缺的一部分。然而，随着时间的推移，锂离子电池的容量会在数百次充电循环后逐渐下降，即使是目前最优秀的商用锂离子电池其使用寿命也只有八年。
而在最近，柏林赫尔姆霍兹中心和洪堡大学的研究团队发现了一种改进的充电协议，可能是延长锂离子电池使用寿命的关键，他们通过实验证明使用高频脉冲电流充电可以显著减少电池老化效应。
传统上，电池一般会采用恒流(CC)充电，但即使是最为先进的NMC532/石墨电池(目前最先进的商用锂离子电池)在1000次CC充电循环后也只能保留其初始容量的37.8%，按保留80%的标称容量即到达使用寿命(80%SoH)，仅在500次循环后电池就会停止服务。
而在研究团队的电池测试中，与传统的CC充电相比，脉冲电流(PC)充电协议能够显著减少电池老化。CC充电的样品中，阳极处的固体电解质界面(SEI)明显更厚，这会降低电池容量，而PC充电的SEI界面更薄，电极材料的结构变化也更少。
PC充电机制
也就是说，使用PC充电协议，电池的循环性能会大大提升。实验显示，在频率为100Hz的脉冲电流下，电池经过1000次循环后容量保持率为66.48%，循环寿命>700次；在2000Hz脉冲电流下，电池1000次循环容量保持率高达81.73%，即循环寿命是CC充电的两倍以上。
这项研究不仅为锂离子电池的未来发展提供了新的视角，也为电池技术的进步和可持续能源解决方案的实现开辟了新的道路。随着这些发现的应用，我们可以期待电池技术将迎来一个更加持久和高效的未来。
最前沿的电子设计资讯
