首先,過(guò)高和過(guò)低的電量狀態(tài)對(duì)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(shí),大多數(shù)售賣(mài)電器或電池上標(biāo)識(shí)的可反復(fù)充電次數(shù),都是以放電百分之80為基準(zhǔn)測(cè)試得出的。實(shí)驗(yàn)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(guò)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(huì)減半,再提高0.1伏,則壽命減為原來(lái)的3分之一;長(zhǎng)期低電量或者無(wú)電量的狀態(tài)則會(huì)使電池內(nèi)部對(duì)電子移動(dòng)的阻力越來(lái)越大,于是導(dǎo)致電池容量變小。美國(guó)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(wàn)次而不必更新。

其次,溫度對(duì)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(duì)此點(diǎn)可忽略)。冰點(diǎn)以下的環(huán)境有可能使鋰離子電池在電子產(chǎn)品打開(kāi)的瞬間燒毀,而過(guò)熱的環(huán)境則會(huì)縮減電池的容量。因此,假如筆電長(zhǎng)期使用外接電源也不將電池取下來(lái),電池就長(zhǎng)期處于筆記本排出的高熱當(dāng)中,更重要的是,電池長(zhǎng)期處于百分之100的電量狀態(tài),很快就會(huì)報(bào)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(diǎn)確保鋰離子電池容量和壽命的注意事項(xiàng):

•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(guò)程中會(huì)出現(xiàn)枝晶，枝晶斷裂不僅會(huì)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(wèn)題。南開(kāi)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(wèn)題的新優(yōu)化策略，成功制備了具有多級(jí)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(shí)現(xiàn)電池超高速充電，有望大幅延長(zhǎng)鋰離子電池壽命。

近年來(lái)，世界各國(guó)有不少相關(guān)研究在鋰負(fù)極材料的設(shè)計(jì)合成上取得重要突破，但至今仍無(wú)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(wèn)題，因此鋰離子電池的長(zhǎng)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(shuō)。基于此認(rèn)識(shí)，課題組首次提出實(shí)現(xiàn)超高電流密度及超長(zhǎng)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(guò)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(jí)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(cè)試，該金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料的比容量可達(dá)2573mAh/g；對(duì)稱電池測(cè)試中，首次實(shí)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(guò)電勢(shì)低于120毫伏。通過(guò)電鏡觀察可以看到，該多級(jí)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(zhǎng)以及電極體積變化。