韩英两国高校联手破解锂电池寿命难题

韩英两国高校联手破解锂电池寿命难题

近年来，随着电动汽车和可再生能源领域的快速发展，锂电池作为关键储能技术备受关注。近期，韩国浦项科技大学和英国坎特伯雷克赖斯特大学分别在锂电池寿命延长技术上取得突破性进展，为这一领域的未来发展注入新的活力。

韩国浦项科技大学（POSTECH）研究团队开发出一种创新策略，通过抑制氧气释放来显著延长锂电池的寿命。这一突破性研究发表在著名期刊《Energy & Environmental Science》上。

富锂层状氧化物（LLO）材料是下一代锂离子电池（LIBs）的正极材料，具有比传统镍基阴极高出20%的能量密度。然而，充放电循环过程中的容量衰减和电压衰减等挑战阻碍了其商业可行性。

研究团队发现，在充放电过程中，氧气的释放是破坏LLO结构稳定性的关键因素。通过改善电解质成分来增强阴极-电解质界面，可以显著减少氧气排放。实验结果显示，新型电解质在经过700次充放电循环后仍能保持84.3%的能量保留率，而传统电解质在300次充放电循环后只能达到37.1%的能量保留率。

这一发现不仅解决了LLO材料在商业化应用中的关键难题，还为开发下一代阴极材料提供了新的方向。研究团队表示，这一突破将有助于降低可充电电池的成本，同时提高其效益。

英国坎特伯雷克赖斯特大学工程、技术与设计学院的研究团队则在电池管理系统方面取得了重要进展。他们开发了一种基于聚类的学习模型（CBLM），将K-Means聚类与长短期记忆（LSTM）网络相结合，显著提升了锂离子电池充电状态（SOC）的估算能力。

准确估算SOC对于确保电池的长寿命和安全性至关重要。研究团队开发的CBLM模型在特斯拉Model 3电池数据测试中表现出色，达到了0.65%的均方根误差（RMSE）和0.51%的平均绝对误差（MAE），相比现有技术，误差减少了60%以上。

这一创新方法不仅提高了SOC估算的精度，还增强了电池在不同温度条件下的性能表现。特别是在高深度充放电情况下，显著改善了电池的长期健康状态。在经济方面，该方法在七年内带来了可观的成本节约，特别是在高放电深度的情况下。

研究团队表示，这一突破标志着向可持续能源未来迈出了重要一步。目前，他们正在寻求与行业合作伙伴共同将这一创新从实验室转化为实际应用。

这两项突破性研究展示了锂电池技术的广阔发展前景。韩国浦项科技大学的研究为开发更耐用的电池材料提供了新的解决方案，而英国坎特伯雷克赖斯特大学的AI模型则为电池管理系统带来了革命性的改进。这些创新不仅有望推动电动汽车和可再生能源领域的快速发展，还将为实现可持续能源未来提供强有力的技术支持。