電動車只充一次電就行駛長距離，前提是電池容量要夠大。鋰金屬電池（lithium-metal battery）是選項之一，其關鍵元件是由鋰這個輕量元素所製成，因而有更大容量，勝過目前廣泛運用、由石墨製成的鋰離子電池。比起同樣大小的鋰離子電池，鋰金屬電池能儲存更多電力，但也較快消耗，限縮了充放電的次數。近期研究人員發現新充電技術，能夠修復電池內部的受損材料，大幅延長電池壽命。
鋰基電池在充放電時，鋰離子會在帶正電的陰極和帶負電的陽極之間來回移動；隨使用時間增長，小塊反應材料無法附著在陽極，會在電池內部形成微小的「鋰島」，多數研究人員迄今認為鋰島沒有活性。美國史丹佛大學研究團隊發現，鋰島仍對電有反應，在電池充放電時確實會來回移動，研究成果發表於去年12月的《自然》。
研究團隊指出，這些鋰島會擺動，足以讓孤立鋰（isolated lithium）和陽極重新建立電接連。他們想到在電池完全充飽之後，立即小幅放電，就能誘使材料重新結合。論文主要作者、史丹佛大學材料科學家劉芳（Fang Liu，音譯）說：「我們透過這種方法促使（鋰）朝陽極方向增長，藉此重新建立電接連。」當研究團隊利用這項協定（protocol）對鋰金屬測試電池進行充電，可以執行更多次的充電循環，電池續航力也比標準充電法長29%。
未參與這項研究的普林斯頓大學電化學與材料科學家哈澤爾（Kelsey Hatzell）評論，這項發現有助於增進鋰金屬電池的基本了解，「要觀察⋯⋯孤立鋰的動力學很具挑戰性。」研究團隊「設計了一些很有趣的實驗，嘗試解開這些機制。」然而她指出，實際運用上可能還很遙遠；這些電池尚未達到充電電池必須具備的幾千次充電循環。
史丹佛大學研究團隊希望進一步研發這種充電法，延長鋰金屬電池壽命。他們也在研究充電協定，以擴展鋰離子電池的可用性。論文資深作者、史丹佛大學材料科學家崔屹（Yi Cui）說：「無論鋰離子或鋰金屬，這是電池領域的重大發現，可以擴展到整個電池領域。」
本文授權轉載自：科學人
責任編輯：傅珮晴、侯品如
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