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国外发现影响锂电池寿命的关键：都是负极惹的祸？

时间:2015-07-17 09:59来源:科技新报 作者:火凡
点击: 次

　　欧洲汽车大厂德国宝马（BMW）与法国宝狮雪铁龙集团（Peugeot Citroen Automobiles），以及德、法、荷兰的数家研究机构，认为电动车是未来洁净交通与洁净能源的重要关键，而锂电池又是电动车的关键，因此成立 ABattRelife 研究会议，专门研究如何延长锂电池寿命，以及如何再利用与回收再制锂电池，3 年研究下来，ABattRelife 终于在 2015 年 6 月发布研究成果，揭晓影响锂电池寿命的关键因素。

　　ABattRelife 成立于 2012 年，成员包括宝马、宝狮雪铁龙、荷兰应用科学研究院（TNO）、荷兰电力研究院（KEMA Nederland B.V）、德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会（Fraunhofer-Gesellschaft）、德国电力能源储存研究院（Institute for Electrical Energy Storage）、法国未来汽车协会（Pôle Véhicule du Futur）、德国弗莱贝格工业大学、法国贝佛─蒙贝利亚尔科技大学、法国特鲁瓦科技大学。2015 年 6 月 11 日，ABattRelife 在德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会召开最终大会，发布 3 年来的研究成果。

　　ABattRelife 研究发现，锂电池持续充放电使用的过程中，正极变化不多，但是石墨负极却会逐渐发生微小裂痕，原本在电解质中的锂离子在负极发生沉积，产生一层锂金属薄膜，甚至成为锂板，因而造成电池效能严重受损，电脑断层显示这个现象是由电池内部压力分布不均所造成，而形成锂板使电解质中锂离子大量流失，更会摧毁该部分的电池结构，而且锂板形成后就不可逆，使得该电池只能寿终正寝。

国外发现影响锂电池寿命的关键：都是负极惹的祸？

　　电动车用锂电池所需的效能较高，一般当锂电池衰退到 8 成效能时就必须淘汰，理论上 8 成效能的锂电池，用来二次利用，譬如作为能源储存用途，仍然可胜任愉快，但如果这些锂电池内部发生锂板沉积，效能衰退曲线与电池的情况会极度不稳定，将无法二次利用。

　　研究团队也发现，负极的内部结构损坏造成寿命简短的状况，与过速充电、过高电力负载，以及太低的运作温度有关，若是能限制电池所负荷的电力、电压，并且将运作温度保持在摄氏 35 度，将可延缓电池效能减损，大为延长电池寿命。

　　由于电池成本与寿命有关，电池寿命越长，摊提下来相对成本就越低，了解电池寿命缩短的原理，有助于未来进一步降低各种锂电池应用的成本。

　　ABattRelife 也研究如何能更有效率的回收锂电池材料，利用机械性粉碎后，以筛滤、磁铁与重力分离方式，可回收 5 成的材料，不过研究过程中也发现因应不同种类的锂电池，必须发展不同的特定回收方式，因此若要实际进入有经济价值的商业运作阶段，还需要进一步的努力。

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