首先,過高和過低的電量狀態(tài)對鋰離子電池的壽命有最不利的影響,而充放電循環(huán)次數(shù)反而是次要的。其實,大多數(shù)售賣電器或電池上標(biāo)識的可反復(fù)充電次數(shù),都是以放電百分之80為基準(zhǔn)測試得出的。實驗表明,關(guān)于一些筆記本電腦的鋰離子電池,經(jīng)常讓電池電壓超過標(biāo)準(zhǔn)電壓0.1伏特,即從4.1伏上升到4.2伏,那么電池的壽命會減半,再提高0.1伏,則壽命減為原來的3分之一;長期低電量或者無電量的狀態(tài)則會使電池內(nèi)部對電子移動的阻力越來越大,于是導(dǎo)致電池容量變小。美國宇航局NASA讓其哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上電池的消耗電量設(shè)定在總?cè)萘康陌俜种?0,以確保電池可以反復(fù)充放電10萬次而不必更新。

其次,溫度對鋰離子電池壽命也有較大的影響(手機(jī)和其他小型電子設(shè)備對此點可忽略)。冰點以下的環(huán)境有可能使鋰離子電池在電子產(chǎn)品打開的瞬間燒毀,而過熱的環(huán)境則會縮減電池的容量。因此,假如筆電長期使用外接電源也不將電池取下來,電池就長期處于筆記本排出的高熱當(dāng)中,更重要的是,電池長期處于百分之100的電量狀態(tài),很快就會報廢(包括我自己的筆電電池就是這么玩完的)。

由以上,我們可以總結(jié)出以下幾點確保鋰離子電池容量和壽命的注意事項:

•不要將鋰離子電池充到百分之100滿電,更不要將電量使用殆盡。在情況允許的情況下,盡量使電池的電量維持在半滿狀態(tài)附近,充電與放電的幅度越小越好;

鋰離子電池在使用過程中會出現(xiàn)枝晶，枝晶斷裂不僅會導(dǎo)致電池容量衰減，壽命打折，還可能刺透隔膜使電池短路起火引發(fā)安全問題。南開大學(xué)梁嘉杰、陳永勝教授課題組與江蘇師范大學(xué)賴超課題組合作提出了解決這一問題的新優(yōu)化策略，成功制備了具有多級結(jié)構(gòu)的銀納米線石墨烯三維多孔載體，并負(fù)載金屬鋰作為復(fù)合負(fù)極材料。這一載體可抑制鋰枝晶出現(xiàn)，從而可實現(xiàn)電池超高速充電，有望大幅延長鋰離子電池壽命。

近年來，世界各國有不少相關(guān)研究在鋰負(fù)極材料的設(shè)計合成上取得重要突破，但至今仍無法抑制金屬鋰在大電流密度充放電下枝晶出現(xiàn)以及電極體積膨脹的問題，因此鋰離子電池的長壽命、大容量快充快放依然難以逾越。

把金屬鋰沉積到具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔集流體中構(gòu)建金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料，是目前解決上述困難的有效途徑之一。梁嘉杰介紹說。基于此認(rèn)識，課題組首次提出實現(xiàn)超高電流密度及超長循環(huán)壽命的理想金屬鋰負(fù)極三維載體材料選擇及優(yōu)化策略。他們利用石墨烯宏觀體三維網(wǎng)絡(luò)作為機(jī)械骨架，銀納米線二維網(wǎng)絡(luò)作為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，通過低成本、與工業(yè)化生產(chǎn)相兼容的涂布冷干法，制備具有多級結(jié)構(gòu)的銀納米線石墨烯三維多孔載體，并負(fù)載金屬鋰作為金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料。

經(jīng)測試，該金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料的比容量可達(dá)2573mAh/g；對稱電池測試中，首次實現(xiàn)了在極高電流密度40mAh/cm2下反復(fù)充放電1000周以上，并且過電勢低于120毫伏。通過電鏡觀察可以看到，該多級三維結(jié)構(gòu)載體即使在極大電流充放電的循環(huán)條件下，仍能成功抑制金屬鋰負(fù)極中鋰枝晶生長以及電極體積變化。