康奈尔大学与纽约州北部电池制造商 Charge CCCV（简称 C4V）联合研发出一套实时诊断技术，旨在优化锂电池生产中的关键“形成”工序。该成果发表于《能量存储材料》期刊，研究团队指出，此项技术有望将制造时间缩短一半以上，显著释放工厂空间，并使整体能耗降低 10% 至 15%，在大规模生产中每年可节省高达 1 亿美元。
破解电池形成的成本瓶颈
电池形成过程涉及一系列初始充放电循环，这一环节约占电池总生产成本的三分之一，并占据工厂约四分之一的占地面积。长期以来，由于缺乏对内部过程的直观观测，评估形成效果往往依赖试错法，且验证长期性能需耗费数月甚至数年进行数千次循环测试。
作为该论文的首席研究员、康奈尔杜菲尔德工程学院化学工程教授 Vibha Kalra 介绍，其实验室与提供电池材料的 C4V 合作，历时十余年改进技术与实验设计，最终实现了突破。
结合拉曼光谱与阻抗谱实现实时监控
由主要作者、研究生 Jantakan Nedsaengtip, M.S. 领衔的研究团队，创新性地将操作式拉曼光谱与操作式电化学阻抗光谱相结合。这一方法能够实时监测电池内部保护接口（即固体电解质间相，SEI）的化学成分及电阻变化，从而清晰呈现这些保护层在形成过程中的演变状态。
研究发现，较慢的充电速度是构建稳定接口的关键因素。同时，研究人员证明可以通过提高放电速率来加速整体流程，数据显示关键阻力测量值仅需 1.5 个循环后即可稳定。
工艺优化带来显著经济效益
基于上述观察，团队制定了两种加速制造方案。在 C4V 位于宾汉顿的工厂进行的测试表明，这两种新方案不仅保持了与传统工艺相当的性能表现，还将形成时间缩短了约 60%。
C4V 系统工程经理 Shalabh Gupta 表示：“这项工作凸显了研究机构与电池制造商之间紧密合作的重要性。通过将先进的操作分析与大规模制造的实际限制相结合，我们成功将关于 SEI 形成的基础研究转化为可落地的工业路径。”
Gupta 进一步指出，形成过程约占电池厂电力消耗的四分之一。因此，将形成时间减半或更多，可直接带动整体电力消耗下降 10% 至 15%。对于年耗电量超过 10 千兆瓦时的工厂而言，这意味着细胞形成成本可降低高达 1 亿美元。
行业评价与背景
2019 年诺贝尔奖得主、锂离子电池先驱 Stan Whittingham 目前担任 NSF 能源储存引擎首席创新官。他评价道：“学术与工业界的合作项目使得此类发现能更早产生实际影响。NSF 引擎汇聚了顶尖团队，而 Kalra 教授团队的工作针对电池制造中高成本的形成时间问题迈出了重要一步。”
参考文献：
Jantakan Nedsaengtip 等人，《加速电池制造中的形成周期：使用操作技术的实时见解》，《能量存储材料》(2026)。DOI: 10.1016/j.ensm.2026.105613
