伊利諾伊大學的研究人員已經發現了一種將自愈技術應用于鋰離子電池的方法(fa)，可(ke)以使大(da)大(da)增加電(dian)池的可(ke)靠性，并(bing)且(qie)擁有(you)更長的循環壽命。

　　研究小組(zu)制作了一種電(dian)池，該電(dian)池負極(ji)采(cai)用了硅納米顆(ke)粒復合材料(liao)，并(bing)且將復合材料(liao)保(bao)持高度的(de)穩定性，而穩定性正是硅負極(ji)電(dian)池所面(mian)臨的(de)困境。

　　該研究由(you)材(cai)料(liao)(liao)科學和工程教(jiao)(jiao)授Nancy Sottos和航空航天工程教(jiao)(jiao)授Scott White一(yi)起(qi)發表在Advanced Energy Materials雜(za)志上(shang)。Scott White 表示：“這項工作對于自(zi)我(wo)(wo)修(xiu)復(fu)材(cai)料(liao)(liao)研究尤其新穎，因為(wei)它適用于儲(chu)存能量的材(cai)料(liao)(liao)。這是(shi)超(chao)越以往思維的，因為(wei)不僅(jin)僅(jin)是(shi)恢復(fu)結構性能，而是(shi)使材(cai)料(liao)(liao)自(zi)我(wo)(wo)愈合其存儲(chu)的能量。”

　　電動汽車和便攜式裝置的鋰離子電池負極通常由石墨顆(ke)粒復合材料制成。即使這些電池(chi)(chi)工作良好，他們需要(yao)很長(chang)時間充電，而且隨著時間的(de)推移，電池(chi)(chi)的(de)續航時間會不(bu)(bu)斷減(jian)少，因為電池(chi)(chi)已(yi)經不(bu)(bu)再是新的(de)了。

　　Sottos表(biao)示，硅(gui)(gui)具有(you)十倍于石墨(mo)的理論能(neng)量密度(du)，可以讓電(dian)池儲存(cun)更多的能(neng)源，但是硅(gui)(gui)的膨脹收縮會導致它的粉化，這是硅(gui)(gui)負極最為致命的缺陷。以前(qian)的研(yan)究發(fa)(fa)現，由納米尺寸的硅(gui)(gui)顆粒(li)開發(fa)(fa)的電(dian)池陽極不太可能(neng)發(fa)(fa)生(sheng)分(fen)解，但會遭遇其他問題(ti)。比(bi)如，經過多次的充放電(dian)循環，最終電(dian)池將喪失(shi)性能(neng)，因為硅(gui)(gui)顆粒(li)開始(shi)脫離粘合(he)劑。

　　該(gai)小(xiao)組通過(guo)進一步細(xi)化硅負極，并(bing)賦予硅納(na)米顆(ke)粒在(zai)(zai)運行中(zhong)自行固定的(de)能力來(lai)解決這(zhe)個(ge)問題。這(zhe)種自我修復是通過(guo)在(zai)(zai)聚合物粘合劑和(he)硅納(na)米顆(ke)粒之間(jian)界(jie)面處(chu)的(de)可逆化學鍵實現的(de)。這(zhe)種動態重新(xin)結合的(de)過(guo)程基本上將硅顆(ke)粒和(he)聚合物粘合劑牢牢保持在(zai)(zai)一起，顯著(zhu)提高了硅負極電池的(de)使用壽命。

　　研(yan)究(jiu)人員還表示，他們(men)接下(xia)來將研(yan)究(jiu)這種自愈技術(shu)如何(he)在固態(tai)電池中起作(zuo)用，以期研(yan)發(fa)更加(jia)安全(quan)的電池。

　　目前，這項研究(jiu)已經得到了能源(yuan)前沿(yan)研究(jiu)中(zhong)心(xin)的支持，該研究(jiu)中(zhong)心(xin)由(you)美國能源(yuan)部科(ke)學(xue)與技術基金會資助。

                       文章(zhang)編(bian)譯自：azo cleantech