儘管鋰離子電池是儲存和輸送電能最實用、最有效的技術之一，但它的限制已經開始顯現。科學家正在尋找替代材料和儲能解決方案，但研究人員現在表示，他們可以讓鋰離子電池更好地長時間工作。

柏林亥姆霍茲中心（HZB）和柏林洪堡大學的一個歐洲研究小組開發出一種替代充電方案，使鋰離子電池的壽命比現在更長。研究結果表明，透過改變充電器向電解質材料輸送電流的方式，電池在經過數百次放電-充電循環後仍能保持較高的能量容量。

鋰離子電池是一種結構緊湊、堅固耐用的能源容器，已成為人們的寵兒。電動車和電子設備都依賴它們，但隨著電解質穿過分隔陽極和陰極的薄膜，它們的容量會逐漸降低。目前最好的商用級鋰離子電池所使用的電極是由一種名為NMC532 的化合物和石墨製成，使用壽命長達8 年。

傳統的充電方式是使用恆定電流（CC）的外部電能。研究分析了使用CC 充電時電池樣品的情況，發現陽極的固體電解質界面（SEI）”明顯變厚”。此外，他們還在NMC532 和石墨電極結構中發現了更多裂縫。

較厚的SEI 和電極上較多的裂縫意味著鋰離子電池容量的顯著損失。因此，研究人員開發了一種基於脈衝電流（PC）的充電協議。使用新的PC 協定對電池充電後，研究小組發現SEI 介面變薄了許多，電極材料發生的結構變化也更少。

研究團隊利用歐洲兩個領先的粒子加速同步加速器設施”BESSY II”和”PETRA III”進行了脈衝電流充電實驗。他們發現，PC 充電可促進石墨中鋰離子的”均勻分佈”，從而減少石墨顆粒中的機械應力和裂縫。此方案還能抑制NMC532 陰極的結構退化。

研究表明，方波電流的高頻脈衝效果最好。測試表明，PC 充電可使商用鋰離子電池的使用壽命延長一倍，容量保持率達到80%。

這項研究的共同作者、柏林工業大學教授Julia Kowal 博士說：”脈衝充電可以在電極材料和界面的穩定性方面帶來許多優勢，並大大延長電池的使用壽命。”