据外媒报道，为实现电动汽车电池性能与寿命的双重提升，欧盟资助的研究团队正开发新型技术，使电池具备快速检测损伤并自我修复的能力。

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电池中搭载的先进传感器有助于电动汽车实现更长的续航里程、更久的使用寿命，同时减少对环境的损害。电池是电动汽车大规模普及的最大障碍之一。但若它们不仅能延长使用寿命，还可实现自我修复呢？这正是Johannes Ziegler和Liu Sufu等研究者致力实现的愿景。

欧洲电动汽车销量激增，2025年2月的销量与2024年同期相比增长了20%。。电动汽车对实现交通电气化及削减破坏性碳排放至关重要，但它们的发展之路并非毫无挑战。

大多数电动汽车依赖锂离子电池，类似于手机电池，但体积更大、复杂度更高。一块电动汽车电池包含数十公斤的贵重金属——锂、镍和铜，且必须使用十年以上，以匹配电动汽车的预期使用寿命。

为了应对这一挑战，一支研究团队在欧盟资助的“凤凰”（PHOENIX）项目下开展合作，旨在研发可自我修复的电池。他们的目标是延长电池寿命、提高电池安全性，并减少对新型电池金属材料的需求。

德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所（Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC）的材料科学家Ziegler表示：“我们的想法是延长电池寿命并减少其碳足迹，因为同一电池能够自我修复，总体而言所需的资源会更少。”

2023年，欧盟将34种材料列为关键原材料，其中包括锂、镍、铜和钴等电池用金属。

凤凰项目得名于那只传说中从自身灰烬中重生的神鸟——这个名字恰如其分地象征着研究人员希望在电池技术领域实现的“再生与重生”愿景。

欧盟立法规定，自2035年起，所有新销售的轿车和货车都必须实现零排放。其目的是大幅削减交通领域的温室气体排放。

要实现这一目标，电动汽车需要更优质的电池。

感知与触发

所有拥有智能手机的人都体会过电池带来的烦恼：几年后，电池的续航时间会急剧下降。同样的问题也困扰着电动汽车，只是影响范围更大。这是因为电池的部分组件会随着时间的推移以及反复充放电而出现退化。

比利时、德国、意大利、西班牙和瑞士的科学家们正展开合作，设计能够检测锂离子电池在老化过程中内部变化的传感器，并在需要时触发电池的自我修复功能。

其目标是将电池的使用寿命延长一倍，进而延长电动汽车的使用寿命。如今，电池管理系统（BMS）作为电池的 “大脑”，负责监测电池的电压和温度，以确保电池不会过热并引发安全问题。

“目前，（电池管理系统）所能检测的信息总体上非常有限，主要是温度、电压和电流。除了估算剩余电量外，它的作用就是保障安全。”瑞士电子与微技术中心（Swiss Centre for Electronics and Microtechnology，CSEM）的工程师Yves Stauffer表示。该中心是一家专注于研发颠覆性技术的创新机构，而Stauffer负责电池管理系统的相关研究。

凤凰项目团队计划通过引入先进的传感器和触发装置进一步突破现有技术。其中一些传感器将检测电池的膨胀情况，另一些会生成热图，还有部分将监测氢气或一氧化碳等危险气体。

所有这些传感器将共同构成一个电池健康预警系统。

当电池的“大脑”判定需要修复时，修复程序便会启动。例如，这可能意味着将电池挤压恢复原状，或是通过精准加热来触发内部的自我修复机制。

“其原理是，在热处理条件下，一些特殊的化学键会重新结合。”参与凤凰项目的瑞士电子与微技术中心（CSEM）电池化学家Sufu表示。

另一种自我修复方法是利用磁场来分解枝晶，这种树枝状的金属结构会在电池充电过程中于电极上形成，可能导致短路和电池故障。

尺寸很重要

凤凰项目的研究人员还致力于提升电动汽车的续航里程，并减小电池体积。

“我们正努力研发具有更高能量密度的下一代电池。”Sufu表示。这意味着电动汽车将只需配备更小的电池，从而减轻车身重量，并使其单次充电的续航里程更长。

一种策略是用硅替代石墨（即铅笔所用的材料），硅是一种介于金属与非金属之间的物质。

Sufu表示，如今的商用电池尚未广泛采用这种（硅替代石墨的）技术，部分原因在于硅的稳定性较差，且在充放电过程中其体积膨胀率可达300%。若电池内部采用硅材料，就必须能够承受这些剧烈的变化，或者具备自我修复能力。

2025年3月，一批新的传感器原型和触发装置已研发完成，并交付合作伙伴，用于在软包电池上进行测试，这种锂离子电池具有柔性好、重量轻、呈扁平状的特点。

然而，尽管在电池中搭载传感器有助于提供其健康状态信息，但这也会增加成本。因此，该团队正专注于确定哪些技术能带来足够的收益，从而证明其为电动汽车增加的成本是合理的。

无论哪种方法最终胜出，都将让未来的电动汽车使用寿命更长、续航里程更远，同时配备更安全、更小巧且对资源消耗更少的电池。

延长电池寿命还能减少电动汽车的碳足迹，这对消费者和环境而言是一种双赢。Ziegler表示：“能为延长电池寿命和电动汽车研发贡献力量，这很令人振奋，关键在于将各个部分整合起来。”