锂离子电池的应用范围广泛，从电动汽车到便携式电子产品。然而，随着时间的推移，这些电池的最大容量会逐渐减少。它们的充电周期越多，拥有的电量就越来越少。
根据之前的研究，许多笔记本电脑的电池在耗尽之前可以持续使用长达五年，并且大约有300-500次充电循环。同样地，商业级最好的锂电池——以镍、钴、锰混合材料NCM523（阴极）和石墨（阳极）为电极的锂电池使用寿命也只有8年。
但是最近一项研究表明，通过优化循环条件，锂离子电池的使用寿命有望延长一倍以上。该研究由欧洲研究人员团队在柏林亥姆霍兹中心和柏林洪堡大学合作完成，并于今年3月14日发表在《先进材料科学》杂志上。
研究人员设计了一种新的充电协议——通过脉冲电流而不是恒定电流为设备供电。他们发现，在恒流充电时，电池样品阳极的固体电解质界面明显更厚，且电极结构中裂纹更多。这导致锂离子电池容量显著损失。
然而，使用脉冲充电可以促进锂离子在石墨中均匀分布，从而减少机械应力和裂纹，并抑制NCM523阴极结构的退化。这意味着电池可进行的充电周期数从恒定电流的大约500增加到1000以上。
测试结果表明，脉冲充电可以在电池容量保持率为80%以上的情况下，使商用锂离子电池的使用寿命延长一倍以上。这项研究进一步证实了先前学界对于脉冲电流设想的可行性。
瑞典KTH皇家理工学院粒子物理学教授Josefin Strandberg在2023年发表的一项研究中也发现，使用基于脉冲电流的充电协议可以明显改善锂离子电池的健康状况。
这项新研究表明，通过优化循环条件，锂离子电池的使用寿命有望延长一倍以上。这也意味着制造和回收这些电池将不再面临巨大压力，从而为商业制造节省成本，并促进可持续发展。
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