受控的缓慢深度放电可以逆转记忆效应。它推动镍电极的固相组成沿相图变化，重新进入主要的 H₂NiO₂/HNiO₂ 插入区域，消耗与电压降低相关的低电位 HNi₂O₃ 相。完成这一相恢复后，异常的 0.78 V 平台消失，电池恢复正常的 1.34 V 放电平台，并恢复全部可用容量。
恢复机制是相再平衡：经过仔细控制的深度放电会去除亚稳态低电压相，使电极回到主要插入相反应路径。
记忆效应导致电压降低的原因
反复浅循环会改变活性材料
记忆效应也称为电压降低，产生于镍基电池反复进行不完全充放电循环的情况。部分活性材料会保持结构改变或未放电状态，从而改变电极后续的放电行为。
这些变化可能涉及羟基氧化镍的形貌，包括 gamma-NiOOH 的形成，或与过充和循环历史相关的其他电极转变。
改变后的相会形成第二个平台
电极不再完全通过正常的高电压反应放电，而是形成一个低电位放电区域。在参考系统中，该区域出现在约相对于氢电极 0.78 V的位置，低于正常的 1.34 V 平台。
低电压平台反映了HNi₂O₃ 相的存在，该相会中断通常的主要插入路径。
深度放电如何恢复正常行为
缓慢放电推动相再平衡
受控的缓慢深度放电会迫使电极的总体固相组成跨越相关相图，从而使材料重新进入主要的 H₂NiO₂/HNiO₂ 二元插入区域。
这一过程类似于重置材料状态：放电不会停留在改变后的中间组成，而是继续进行到足以完成相变。
低电位相会被消耗
在深度放电期间，有问题的 HNi₂O₃ 相会被消耗。一旦该相被去除，电极就不再遵循次级低电压反应路径。
因此，放电会回到主要反应路径，并恢复正常的电压曲线。
容量和平台电压得到恢复
成功完成深度放电调理后，低电压平台会消失。电池可以再次在正常的 1.34 V 放电平台上释放其容量。
这就是记忆效应被认为是可逆的原因，前提是电极没有遭受永久性的化学或机械损坏。
研究人员如何验证恢复效果
使用可编程循环方案
实验室电池测试仪可以执行规定的充电、浅放电、受控深度放电和再充电步骤序列。必须仔细控制放电速率和截止条件，使研究人员能够将相恢复与普通容量变化区分开来。
跟踪平台移动和容量变化
研究人员通过监测以下指标评估恢复情况：
- 低电压平台消失
- 主要放电平台恢复
- 放电容量恢复
- 相恢复所需时间或电荷量的变化
这些测量还使研究人员能够研究相恢复动力学，并比较不同的再调理方案。
区分相恢复与界面效应
镍氧化物电极也可能因内部半导体结和肖特基结而表现出次级电压平台，其中包括涉及集流体、NiOOH 和 Ni(OH)₂ 的界面。
这种机制不同于本文所述的基于相变的记忆效应修正机制。精确测试非常重要，因为低电压平台可能反映可逆的相历史，也可能反映电极界面和导电性效应。
了解其中的权衡
深度放电必须受到控制
只有在适当且受控的实验室方案中进行深度放电，才能发挥校正作用。过度或管理不当的放电可能引发副反应、损坏电池，或产生与原始记忆效应无关的新变化。
恢复可能需要调理循环
在每项测试中，一次深度放电可能无法完全恢复电极。研究人员可能需要评估多个受控的放电-充电循环，并量化正常平台和容量恢复的速度。
平台恢复并不代表电池完全健康
电压恢复表明与记忆效应相关的相已经得到实质性逆转。但这本身并不能排除其他老化机制，例如活性材料损失、内阻增加、电解液降解或集流体损坏。
如何将其应用于您的测试方案
适当的测试方案取决于目标是诊断、再调理，还是基础相变分析。
- 如果您的主要目标是逆转电压降低：进行受控的缓慢深度放电，然后再充电，以消耗 HNi₂O₃ 相并恢复主要平台。
- 如果您的主要目标是测量真实容量保持率：在比较电池之前，加入相同的标准化调理方案，以免将记忆效应导致的电压降低误判为永久性容量损失。
- 如果您的主要目标是研究电极机制：使用可编程多步骤循环和高精度电压测量，将平台恢复与相恢复动力学及界面行为进行关联。
受控深度放电调理为研究人员提供了一种实用方法，可以区分可逆的记忆效应与永久性电池退化。
总结表：
| 机制 | 描述 | 结果 |
|---|---|---|
| 受控深度放电 | 缓慢的深度放电推动电极组成重新进入主要的 H₂NiO₂/HNiO₂ 插入区域。 | 消耗低电压 HNi₂O₃ 相，消除 0.78 V 平台。 |
| 相再平衡 | 电极的固相组成跨越相图发生变化，从而恢复主要插入路径。 | 恢复正常的 1.34 V 放电平台和全部可用容量。 |
| 验证 | 使用可编程循环方案监测平台消失和容量恢复。 | 确认正常电压行为得到恢复。 |
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