
科學家經常提出一些大膽的假設,這是推進人類文明進化的重要動力,但常常會挑戰世俗常識而很難讓人接受,例如最新的研究顯示,加熱鋰電池其實可以幫助它「重獲新生」。
當然我們希望不是「浴火重生」的那種方式,不過中國寧波材料所最新的研究發現,如果加溫鋰電池到攝氏 150 度以上,鋰電池就能夠重新恢復它的能量密度,獲得新的電池壽命。話說在前頭,這項研究並非中國關門自嗨的實驗,它已經登上《自然》期刊發表。
鋰電池是透過氧化還原效應,達成可充放的功能,隨著充放次數增加,電極材料的晶體結構會發生不可逆變化,伴隨副反應,導致最大可用電量下降。即使是最先進的電動車和智慧型手機,目前都無法克服這個狀況。
進一步觀察電極晶體結構變化,科學家發現在電池正極材料,會產生結構重新排列,產生氧損失、金屬溶出或更複雜的「相變化」。負極材料則會因為鋰枝晶問題,降低可移動的鋰離子數量,使得電池容量下降。而寧波研究所團隊則發現了一個特殊現象,可能可以解決這個問題。
熱脹冷縮是耳熟能詳的物理現象,但研究團隊在鋰離子電池內發現了「負熱膨脹」現象,當鋰電池被加熱到攝氏 150~250 度時,電池內的氧化還原活性材料竟然出現收縮現象。更重要的是,實驗中他們透過電化學驅動,能夠恢復結構無序性,藉由適當的電壓調整後,鋰電池內可以恢復到接近 100% 的結構。理論上,可以將壽命衰退的鋰電池恢復成原始狀態。
雖然這項研究並沒有提出任何商業化的可能性,但光是能夠把舊電池恢復成新的一樣,就給了全世界巨大的想像空間。目前市面上已經有很多鋰電池回收技術,有些甚至可以回收多達 95% 的材料,不過它需要非常多工序與巨型設備,最終得到的原料,也要送回電池廠重新製造。這項新研究則可以跳過這些程序,直接得到一個健康度 100% 的新電池(理論上啦)。
以防萬一,還是要加個警語,加熱鋰電池可能會導致燃燒與爆炸,請千萬不要自己在家亂搞。
(首圖來源:LG Chem)