在智能手机或电动汽车中使用的电池，通常初次充电需要10小时，但研究表明，若采用20分钟快充至100%容量的方式，可能会使其寿命延长50%。
电子产品如智能手机或笔记本电脑因电池耗尽而需更换，确实令人头疼。然而，一项新研究提出了一种方法，从首次充电周期开始就延长普通锂离子电池的使用寿命。
研究人员在8月29日发表于《焦耳》杂志的一项新研究中指出，通过高温或高电流预充电，可以延长锂离子电池（广泛用于个人电子产品和电动汽车）的平均寿命达50%。
加州丰田研究所的高级研究科学家史蒂文·托里西表示，这项研究的结果表明了一种理解和优化电池制造关键步骤的通用方法。
典型的锂离子电池包含正极和负极，以及含有锂离子的电解质溶液。充电时，锂离子移至负极；放电时，则从负极移至正极，这一过程产生了供电流。
全新锂离子电池完全放电后，正极充满锂，负极有足够空间容纳锂离子。但在首次充电时，部分锂会附着在负极表面，形成固体电解质界面（SEI）层的一部分。这层SEI包裹着负极，防止副反应导致的进一步锂损失，从而缩短电池寿命。
制造商通常会先缓慢充电以建立稳定的SEI，但这并非总是最具成本效益的方法——研究表明快速充电并不一定损害电池寿命。此外，还有其他因素也会影响SEI的形成，因此优化首次充电以提升性能并不容易。
在新研究中，研究人员利用机器学习确定了对SEI影响最大的参数。他们发现，首次充电时的电流和温度是关键因素。
仅充电约20分钟，而非常规的10小时左右，就能将电池的整体寿命延长约50%。这是因为更多的锂被困在SEI中，限制了未来副反应的可能性，这些副反应可能缩短电池后续循环的寿命。
将温度从室温升高到131华氏度（55摄氏度），也能使电池寿命平均延长57%。这可能是由于SEI组成的改变，使其更加坚固。然而，这些技术并没有协同效应：在高温下快速充电并不会提高电池性能。
斯坦福大学的材料科学家Will Chueh表示：“我们不只是寻找制造好电池的最佳配方；我们想了解其作用机制。”这种理解对于找到电池性能和制造效率之间的最佳平衡至关重要。
Will Chueh还指出，新策略可以使电池更便宜。“这是斯坦福直线加速器中心进行制造科学研究的一个很好例子，旨在降低能源转型关键技术的成本。”他强调：“我们正在应对这个行业面临的真正挑战。”