首先,过高和过低的电量状态对锂离子电池的寿命有最不利的影响,而充放电循环次数反而是次要的。其实,大多数售卖电器或电池上标识的可反复充电次数,都是以放电百分之80为基准测试得出的。实验表明,关于一些笔记本电脑的锂离子电池,经常让电池电压超过标准电压0.1伏特,即从4.1伏上升到4.2伏,那么电池的寿命会减半,再提高0.1伏,则寿命减为原来的3分之一;长期低电量或者无电量的状态则会使电池内部对电子移动的阻力越来越大,于是导致电池容量变小。美国宇航局NASA让其哈勃太空望远镜上电池的消耗电量设定在总容量的百分之10,以确保电池可以反复充放电10万次而不必更新。
其次,温度对锂离子电池寿命也有较大的影响(手机和其他小型电子设备对此点可忽略)。冰点以下的环境有可能使锂离子电池在电子产品打开的瞬间烧毁,而过热的环境则会缩减电池的容量。因此,假如笔电长期使用外接电源也不将电池取下来,电池就长期处于笔记本排出的高热当中,更重要的是,电池长期处于百分之100的电量状态,很快就会报废(包括我自己的笔电电池就是这么玩完的)。
由以上,我们可以总结出以下几点确保锂离子电池容量和寿命的注意事项:
•不要将锂离子电池充到百分之100满电,更不要将电量使用殆尽。在情况允许的情况下,尽量使电池的电量维持在半满状态附近,充电与放电的幅度越小越好;
锂离子电池在使用过程中会出现枝晶，枝晶断裂不仅会导致电池容量衰减，寿命打折，还可能刺透隔膜使电池短路起火引发安全问题。南开大学梁嘉杰、陈永胜教授课题组与江苏师范大学赖超课题组合作提出了解决这一问题的新优化策略，成功制备了具有多级结构的银纳米线石墨烯三维多孔载体，并负载金属锂作为复合负极材料。这一载体可抑制锂枝晶出现，从而可实现电池超高速充电，有望大幅延长锂离子电池寿命。
近年来，世界各国有不少相关研究在锂负极材料的设计合成上取得重要突破，但至今仍无法抑制金属锂在大电流密度充放电下枝晶出现以及电极体积膨胀的问题，因此锂离子电池的长寿命、大容量快充快放依然难以逾越。
把金属锂沉积到具有三维网络结构的多孔集流体中构建金属锂复合负极材料，是目前解决上述困难的有效途径之一。梁嘉杰介绍说。基于此认识，课题组首次提出实现超高电流密度及超长循环寿命的理想金属锂负极三维载体材料选择及优化策略。他们利用石墨烯宏观体三维网络作为机械骨架，银纳米线二维网络作为导电结构，通过低成本、与工业化生产相兼容的涂布冷干法，制备具有多级结构的银纳米线石墨烯三维多孔载体，并负载金属锂作为金属锂复合负极材料。
经测试，该金属锂复合负极材料的比容量可达2573mAh/g；对称电池测试中，首次实现了在极高电流密度40mAh/cm2下反复充放电1000周以上，并且过电势低于120毫伏。通过电镜观察可以看到，该多级三维结构载体即使在极大电流充放电的循环条件下，仍能成功抑制金属锂负极中锂枝晶生长以及电极体积变化。
