可恢复老化锂电池并延长循环寿命的新技术

因目前锂离子电池技术发展趋于稳定，促使便携式电子设备及电动车产业蓬勃发展，造成全球对于锂离子电池的需求量日益增加，然而长期使用锂离子电池产品，将会使电池内部材料老化而导致蓄电量降低，导致产品使用一段时间后就须更换新的电池。目前市面常见的充电方法为定电流-定电压(cc-cv)充电法，然而此充电法于定电流(cc)充电段即将结束时，会造成电池内部固态电解质介面(sei)的生成，使电池内可循环的锂离子损失，导致电池循环寿命下降。

大学凝态科学研究中心陈柏端等应用密度泛函理论对于磷酸铁锂(lifepo4)电池内部锂离子移动情形进行分析计算，建立一正弦波充电模型，此模型于充电过程中引入一负电压来抑制钝化层的生成。

研究人员以电动车用电池容量低于80%就需汰换的标准，来比较弦波充电法与传统cc-cv充电法的电池电容量，并对电池以大电流充放电的方式来模拟电动车使用情境，由实验结果可发现传统cc-cv充电法于600次循环后就达80%容量，而使用弦波充电法的电池还有剩余95%的电容量，说明弦波充电法对于电池使用寿命上有延长的功效。

另外，对于从电动车上淘汰下来的电池以弦波充电法充电，也能够提升最多18.7%的电容量。弦波充电于充电过程中，电池温度上升最多9°c，且充电时间仅需传统cc-cv充电法时间的一半，其表现皆优于传统cc-cv充电法。

为验证弦波充电法对于电池内部sei膜阻抗的影响情形，研究人员利用电化学阻抗图谱(eis)对电池进行分析，结果显示使用此充电法进行600次循环后的电池比起使用传统cc-cv的电池，有效抑制了sei膜的成长，并能保持与全新电池内部阻抗相近的水平，说明此充电法对于锂离子电池内部材料结构的破坏情形较小，而能提供电池更长的使用寿命，故此充电法将提供锂离子电池产品使用者更好的选择。