剑桥团队发现恒定压力可让电动车电池寿命翻倍

　　让电动汽车电池更耐用的关键，可能不是什么特种材料或新化学配方，而是简单的物理压力。剑桥大学研究人员研究了物理压力对锂离子电池寿命的作用，发现让电池保持在恒定压力下可以让其寿命翻倍。

　　在电池开发领域，这样的增益前所未闻, 通常对电池成分的微调只能带来5%到10%的提升。延长电动车电池的寿命不仅能减少其最终进入填埋场或回收的频率，还能减轻镍矿和钴矿开采带来的环境压力。

　　但压力必须刚刚好, 太多或太少都会导致电池失效。研究人员制造了一种定制装置，利用气动"波纹管"(小型充气垫，像自调节夹具)对一种叫"软包电池"的电池施加持续压力，无需任何特殊化学物质。研究结果发表于《自然·能源》。

　　锂离子电池由阳极、阴极和电解质组成。每次充放电时，锂离子在阳极和阴极之间穿梭，导致电池像呼吸一样物理膨胀和收缩。领导此项研究的Michael De Volder教授说："电池不太喜欢这种反复受压和释放的循环。"

　　团队发现，波纹管施加的压力需要处于"金发姑娘区", 约12.5巴，大约是传统纽扣电池标准压力的4倍。超出这个区间，电池失效更快：压力太高会导致阳极上形成锂镀层，太低则导致阴极开裂。

　　De Volder说："如果你使劲压，阳极不高兴。如果你不够用力，阴极就开始退化。我们的实验找到了电池在压力方面的'快乐位置'。"

　　这些结果虽然处于早期阶段，但对快速增长的电动车市场可能具有重要意义，尤其在二手车市场中。"产品寿命越长，你就越不需要反复回收材料，"De Volder说，"而我们现在回收电池的水平非常差。"

　　此外，寿命更长的电动车电池可以减少原材料开采量, 这些开采往往在极其恶劣的条件下进行。"我们为更清洁的电动汽车提供了解决方案，但必须确保不因此在世界其他地方制造新的生态灾难。如果能在一定程度上减轻这些采矿作业的压力，将是一个重要的额外收益。"

　　该技术已在实验室规模上进行测试，但需要扩大到商业电池应用。剑桥大学的创新部门Cambridge Enterprise已提交了专利申请。研究获得了欧洲研究委员会、法拉第研究所和英国工程与物理 科学研究委员会的部分资助。De Volder是剑桥圣约翰学院的院士。虽然目前大多数改善锂电池的研究由化学家和物理学家主导，但De Volder作为机械工程师展示了一条被忽视的路径：物理力学可能对电池寿命产生的影响远超化学微调。

（示意图)