首先，防止暴露于高溫和低溫下，尤其是在充電過程中。假如您的手機(jī)在充電器上發(fā)燙，請(qǐng)將其取下。同樣，防止在極冷的條件下充電。極端溫度可能會(huì)加速幾乎所有電池組件的退化。作為指導(dǎo)，假如溫度超出10-35C的范圍，請(qǐng)不要充電。

其次，電池討厭太滿或太少。理想情況下，您永遠(yuǎn)不要讓它們充電超過80％或放電到不足20％，因?yàn)樵谌我粋?cè)超出范圍，都會(huì)給鋰離子電池帶來壓力并使其退化。假如您要一個(gè)充滿電的電池，那么請(qǐng)繼續(xù)進(jìn)行充滿電，一旦達(dá)到100％的電量，立即將其從充電器上取下。

第三，假如可能，請(qǐng)防止快速充電和放電。快速充電器似乎很方便，但高電流將比緩慢流充電更快地加熱并降解電池。高放電率也是如此，耗電量大的應(yīng)用會(huì)對(duì)您的電池不利，并會(huì)縮短其使用壽命。

電池的充電和放電涉及化學(xué)反應(yīng)，該化學(xué)反應(yīng)使離子從電池的一個(gè)電極移動(dòng)到另一個(gè)電極，在此過程中獲取或釋放電子。但是，任何手機(jī)或筆記本電腦老化的人都了解，這些電池會(huì)隨著時(shí)間的流逝而失去充電能力。這些電池失效的重要原因之一是充電和放電循環(huán)涉及電極中材料的物理轉(zhuǎn)變。當(dāng)離子結(jié)合到電極中時(shí)，那些材料膨脹，并且當(dāng)離子從電極釋放時(shí)，材料破裂。這個(gè)過程一直持續(xù)到材料破裂并與電極物理失去電接觸，使電池?zé)o法使用。

由于離子的結(jié)合和釋放，大多數(shù)電極材料中發(fā)生的體積變化會(huì)導(dǎo)致破裂和粉碎。這是殺死電池的原因之一。王說。這種粉碎與固-固相變帶來的應(yīng)力累積有關(guān)。

但是，在我們的新工作中，韋爾伯恩說，原始固體材料不是從一種固體轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固體，而是轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。因?yàn)椴辉俅嬖谂c正常固-固相變相關(guān)的應(yīng)力，因此可以抑制開裂和粉碎。

在室溫下，純鎵是可延展的銀色金屬，很容易被誤認(rèn)為鋁或鎳。但是，握在手中的東西很快就會(huì)顯示出一種獨(dú)特的特性：熔點(diǎn)為華氏85度，體溫足以將一塊固態(tài)的鎵變成汞樣液體。

在研究人員的新研究中，鎵以固態(tài)形式開始，因?yàn)樗c鎂形成了微米級(jí)顆粒。

Wang說：為了以電子方式連接這些小塊，我們將它們放入由碳纖維，炭黑和石墨烯組成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中，并通過粘合劑將它們綁在一起。

當(dāng)鎂離子與鎵分離時(shí)，由于電池在略高于鎵熔點(diǎn)的溫度下工作，鎂離子轉(zhuǎn)變成液態(tài)。

韋爾伯恩說：由于它被捆綁在其他材料的網(wǎng)絡(luò)中，所以當(dāng)鎵從固體變成液體時(shí)，它不會(huì)像預(yù)期的那樣移動(dòng)。

研究人員使用X射線檢查電池內(nèi)部材料的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電池充電時(shí)，離子會(huì)返回陽極并重新形成固態(tài)的鎵鎂顆粒。

至關(guān)重要的是，由于這些顆粒在每個(gè)循環(huán)中都會(huì)重新構(gòu)成，因此它們不會(huì)經(jīng)歷最終導(dǎo)致其他電池退化的那種開裂。

研究人員的實(shí)驗(yàn)電池經(jīng)受了1000多個(gè)充電循環(huán)，大約是當(dāng)前最先進(jìn)的鎂離子電池的五倍。

Detsi說：這項(xiàng)工作證明的千次循環(huán)代表了重大改進(jìn)，但是我們的夢(mèng)想是利用這種獨(dú)特的自我修復(fù)行為來設(shè)計(jì)可以永久充電和放電的電池。

新電池的千次循環(huán)壽命的限制不是由于電極，而是電解液，電解質(zhì)是將離子從一個(gè)電極移動(dòng)到另一個(gè)電極的液體介質(zhì)。Detsi小組的早期研究表明，電解質(zhì)在緩慢降解電池電極方面發(fā)揮了用途，未來的工作將集中在如何改善該過程上。

幸運(yùn)的是，與該研究的自愈電極的設(shè)計(jì)相同，從事電池設(shè)計(jì)這一方面的工作涉及化學(xué)的巧妙應(yīng)用，而不是禁止成本的納米技術(shù)，其他嘗試來延長(zhǎng)電池壽命。

最后，防止在潮濕的環(huán)境中使用或存放鋰離子電池，并防止機(jī)械性損傷，如刺穿。