美國加利福尼亞州的一個研究團隊可能改變消費電子產(chǎn)品和電動汽車中鋰離子電池的充電方式，從而延長電池使用壽命。這項研究對一項“常識”提出了挑戰(zhàn)，即慢充電有助于延長電池使用壽命，快速放電對電池有損害。
斯坦福材料和能源科學學院(Stanford Institute for Materials and Energy Sciences)研究人員William Chueh在一次采訪中表示，“我們總是習慣于把電池當作一個整體來考慮問題，但是，在一塊iPhone電池內(nèi)部有數(shù)萬億個粒子。我們過去一直在宏觀層次上研究電池的表現(xiàn)，我們的新研究把單個粒子作為研究對象，目的是找出電池的工作模型。”
Chueh及研究團隊利用美國能源部SLAC國家加速器實驗室的粒子加速器，觀察電池充電和放電時單個粒子的表現(xiàn)。這是首次以電池中單個粒子為對象進行的研究。
電池中電流并非是均勻分布，每個粒子逐步被充滿電的，而是單個或少量粒子在短期內(nèi)被充電，然后再對下一個粒子進行充電。電池在充電時實際上是逐個粒子被依次充電的。這讓研究人員感到吃驚，因為傳統(tǒng)觀點認為快速充電會對電池造成損害。
Chueh說，“過去10或20年，我們一直被告知應當盡可能地放慢充電速度，減少電池中的熱量，從而延長電池使用壽命。我們新進行的研究發(fā)現(xiàn)，這是不完全正確的。”
研究人員提出了對電池更均勻地充電的一些建議，可能把鋰離子電池的平均使用壽命由2年延長到約10年。更均勻地充電——無論快慢，都能減少對電池造成損害的局部發(fā)熱。研究人員還在研究在不對電池造成損害的前提下快速充電或放電的方法。
這項研究可能惠及充電時間動輒需要數(shù)個小時之久的電動汽車。如果充電時間能進一步縮短，用戶在駕駛電動汽車長途旅行時就無需長時間為愛車充電了。能應對電力需求激增的電池也將使電網(wǎng)受益。
研究團隊還需要進行更多的試驗工作，對電池進行數(shù)千次的充、放電試驗，模擬用戶日常對電池充、放電的行為，檢測電池的表現(xiàn)。另外，他們已經(jīng)與消費電子產(chǎn)品和汽車公司洽談合作事宜。
該研究團隊成員來自麻省理工學院、美國桑迪亞國家實驗室、三星美國先進技術(shù)研究院、勞倫斯-伯克利國家實驗室。
