研究人员展示单晶电极技术的潜力 电池寿命可达约20000次循环或800万公里

这项研究由特斯拉加拿大公司和加拿大自然科学与工程研究理事会（Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada）资助，由哈利法克斯达尔豪西大学（Dalhousie University）的杰夫-达恩（Jeff Dahn）教授和一个研究团队领导。 他们的创新电池表现出了卓越的耐久性，在达到行业标准的 80% 容量临界值之前，可持续进行超过 20000 次充放电循环。

从这个角度来看，这相当于一辆电动汽车行驶了 800 万公里。

加拿大光源公司的资深科学家托比-邦德博士解释说，研究的重点是了解电池的内部损伤和疲劳是如何随着时间的推移而累积的，并设计出预防这些问题的方法。 研究小组利用萨斯喀彻温大学先进的同步辐射技术，对电池的内部结构进行了详细分析。

新型单晶电极电池与传统锂离子电池进行了比较，传统锂离子电池在达到 80% 的容量大关之前，通常可持续约 2400 个循环。 借助CLS超亮同步辐射光，研究人员能够在不拆卸电池的情况下研究这两种电池的内部结构，从而确保长期循环电池的完整性。

结果令人震惊。 传统电池在反复充放电后，电极材料会出现大面积的微观裂纹，而单晶电极电池几乎没有任何退化迹象。托比-邦德博士说："在我们的图像中，它看起来非常像一个全新的电池。"我们几乎分辨不出它们的区别。"

这种耐用性的关键在于电极颗粒的结构。 传统电池使用的电极是由更小的晶体团组成的微小颗粒。 相比之下，单晶电极是一个连续的单晶体，因此对机械应力和应变的抵抗力要强得多。 邦德将两者的区别比作雪球和冰块，后者更难碾碎。

这一突破对电动汽车行业及其他领域具有深远影响。 美国目前的法规要求电动汽车电池在运行八年后至少保持其原始充电容量的 80%。 然而，行业专家们正在推动可持续使用数十年的电池，从而实现"二次生命应用"，例如为风能和太阳能等可再生能源提供电网规模的能源存储。

这些新型电池寿命的延长可能超过电动汽车其他部件的寿命，是电动汽车技术的一个重要里程碑。邦德解释说："我们确实需要这些车辆的使用寿命越长越好，因为驾驶时间越长，对碳足迹的改善效果就越好。"

研究小组报告称，这些先进电池已经投入商业生产，预计未来几年其应用将大幅增长。这样的工作有助于强调这些电池的可靠性，也有助于生产和使用这些电池的公司进行长期规划。