Science | 电脉冲让锂电池重获新生

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电池再生的创新方法

在寻求恢复电池容量的过程中，研究人员开发了多种方法。其中一种是化学转化和重新储存方法，它利用能够与其他物质传输和交换电子的氧化还原介质。例如，碘可以自发地与孤立的锂发生反应，从失活源中释放自由锂离子，使其在后续充放电循环中重新参与电化学反应。然而，这种方法也存在明显的缺陷： 氧化还原介质可能导致电极腐蚀，改变电极的稳定性，从而影响电池的整体性能和寿命 。

另一种被称为 " 重新连接 " 的方法，其核心理念是通过使孤立活性物质向其他活性组分移动，重建孤立活性物质与电极之间的导电通路。研究表明，锂等电极材料在电场作用下会产生极化效应。基于这一原理， 快速放电可以诱导孤立的锂逐渐向电极移动，实现重新连接 。尽管这种方法在使用锂金属阳极系统的电池上取得了一定成功，但其适用范围仍然有限，特别是对于其他类型的电池系统，如使用硅阳极的电池，重新连接策略的有效性尚存疑问。

Yang 等人 的突破性工作

在众多尝试恢复电池容量的研究中， yang 等人的工作因其创新性和实际效果而备受瞩目。他们的研究之所以具有突破性，在于巧妙利用了介电泳现象 —— 一种极化的中性粒子由于非均匀电场施加的引力或斥力而移动的物理现象 —— 来恢复使用硅阳极的电池容量。

硅作为一种高容量阳极材料，在锂离子电池领域具有广阔的应用前景。然而，硅阳极在充放电过程中容易发生材料隔离，导致循环性能急剧恶化。由于硅的低电子导电性和孤立颗粒的复杂元素组成，使得硅阳极系统的重新连接特别具有挑战性。

yang 等人的研究表明，对循环后的硅电极施加 5 秒 4 伏的恒压脉冲，可以实现电极的再生。当在硅电极内产生不均匀电场时，中性的孤立活性硅化锂粒子变得极化。这些粒子随后会根据其特性和周围环境移向电极，实现重新连接。

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