重磅研究：推翻常识！电动汽车衰减的锂电池寿命还能再延长30%！

电动汽车的锂电池寿命越长越好，因为随着稀有金属的价格越来越高，锂电池的价格也跟着水涨船高，换电池可是一笔不菲的开支。

目前在科学界，试图延长锂电池寿命的方法有几种，要么寻找新的容量更大的电极材料，要么优化电解液配方，这些都是试图在研发新的寿命更长的电池。

最近的一项研究，非常惊艳！它既不是找到了高容量的新材料，也不是发现了新的电解液配方，而是挖掘了科学家深厚的知识功底，在衰减的旧锂电池上将电池的寿命再延长了三分之一！

在很多人看来，包括很多知名的科学家，都认为这几乎是不可能的！旧电池衰减到了一定的程度就离报废不远了，怎么可能逆转。

我们都知道，锂离子电池的内部是靠锂离子不断地在电池的阳极和阴极间来回跑动来完成电化学反应，从而对外部负载供给电能的。

随着充放电次数的增多，锂离子在电池内部跑动的数量越来越少，那是因为部分锂离子析出成为了锂金属，尤其是在快充过程中，这种析锂效应更明显，锂离子减少，电池容量下降，寿命缩短。

析出的锂金属是不可逆的，这在科学界几乎是一种共识，但是这个研究却推翻了这一共识！研究人员没有对电池添加任何化合物，只是通过改变充放电的方式，证明了析出的锂金属是可以重新溶解的，这几乎颠覆了传统的认知——析锂无可救药！

这项研究结果目前发表在了学术界最具权威的综合性期刊《Nature》上，足见其分量！对科学感兴趣的人可能会知道学术期刊《Nature》的地位，在科学界综合性期刊里它几乎是老大，顺便提一下，这项研究是由斯坦福大学的一个华人科研团队完成的（很多华人科学家的科研工作都很出色）。

言归正传。前面提到电池中的锂离子析出变成锂金属后，通常被认为不再具备电化学活性，因此常规的做法是通过优化电解液的化学结构来延缓它的形成，但是却不能阻止它的形成。

这项研究的科学家们换了一种思路，既然锂的析出是不可避免的，那么就直接在析出的锂金属上做文章。

首先，他们认为析出的锂金属虽然不具备离子特性，不能与电极发生反应，但是它仍然处在电场中，因此，它的电荷分布会被电场改变。他们通过公式计算推导析出锂金属丝的电荷转移反应由锂金属丝与电解质界面间的电位差驱动。

根据公式推导，当电池在充电时，锂金属丝会向电池正极移动，放电过程则相反。

为了观察到电池内部析出的锂金属丝的移动情况，他们模拟真实的电池建立了一个可视化的电池模型，正极为镍锰钴（NMC）材料，负极为锂金属（Li），在电解液中放置了一小块锂金属（用以模拟真实电池中析出的锂金属丝）。

接着，他们对这个电池进行充放电观察。利用显微镜拍摄的光学图片，他们确实观察到了充放电过程中，锂金属块在靠近电极正负极的两端有明显但不同的形态变化。

充电时，靠近负极的锂金属块端有部分锂金属重新溶解变成锂离子，而靠近正极的锂金属块端有新的锂金属析出沉积，这就导致了锂金属块在逐渐地靠近正极。放电过程正好相反。

在放电过程中，锂金属块在逐渐地接近负极，他们证明只要锂金属块接触到负极，那么它就会重新与负极产生电化学反应，放电电流越大，电池内部析出的锂金属丝向负极移动的速度就越快。

而他们在接下来的Cu-Li半电池中真实地观察到了，当放电电流从2mA/cm2增加到5mA/cm2时，锂离子的回收率从17.6%提高到了31.7%，但是当放电电流继续从5mA/ cm2增加到7mA/ cm2时，锂离子的激活回收进入了一个平台期。

平均而言，这种快速放电重新激活了衰减的锂离子电池，使得它的寿命再延长了三分之一。

另外，研究人员称在快速充电的条件下，循环寿命也有类似的增加（论文没有进一步地讨论快速充电的细节），这为将来实现电动汽车锂离子电池的极快充电提供了可靠的理论基础。

将来的快充方式不但不会伤电池，还能延长电池寿命，确实够颠覆认知。