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(de)方(fang)法，可以(yi)使大大增加電池的(de)可靠性，并且擁有更長的(de)循環壽命。

　　研究(jiu)小組制作(zuo)了一種電(dian)池，該(gai)電(dian)池負極(ji)采用了硅納米顆(ke)粒復合材(cai)料(liao)，并(bing)且將(jiang)復合材(cai)料(liao)保持(chi)高度的穩定(ding)(ding)性，而穩定(ding)(ding)性正是硅負極(ji)電(dian)池所面(mian)臨(lin)的困境(jing)。

　　該(gai)研究(jiu)由材(cai)料科學和(he)工(gong)程(cheng)教授Nancy Sottos和(he)航空航天工(gong)程(cheng)教授Scott White一起發表(biao)在(zai)Advanced Energy Materials雜(za)志(zhi)上。Scott White 表(biao)示(shi)：“這項工(gong)作對于自我修復材(cai)料研究(jiu)尤其新穎，因(yin)為它適用于儲(chu)存(cun)能(neng)量(liang)的(de)材(cai)料。這是超越以往思維的(de)，因(yin)為不僅僅是恢(hui)復結構性能(neng)，而是使材(cai)料自我愈合(he)其存(cun)儲(chu)的(de)能(neng)量(liang)。”

　　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(liao)制成。即使這些(xie)電池工作良好，他(ta)們需要很長時間(jian)充電，而且隨著時間(jian)的推移，電池的續(xu)航時間(jian)會不斷減少(shao)，因為電池已(yi)經(jing)不再是新的了。

　　Sottos表(biao)示，硅(gui)具(ju)有十倍于石墨的理論能(neng)量(liang)密(mi)度(du)，可以(yi)讓電(dian)池(chi)儲(chu)存更多(duo)的能(neng)源，但(dan)(dan)是(shi)硅(gui)的膨脹(zhang)收縮會(hui)導致它的粉化，這是(shi)硅(gui)負極(ji)最為致命的缺陷。以(yi)前的研究(jiu)發現，由納米(mi)尺寸的硅(gui)顆(ke)粒開發的電(dian)池(chi)陽極(ji)不太可能(neng)發生分解，但(dan)(dan)會(hui)遭遇其(qi)他(ta)問題。比(bi)如，經過多(duo)次(ci)的充放電(dian)循(xun)環，最終(zhong)電(dian)池(chi)將(jiang)喪(sang)失性能(neng)，因為硅(gui)顆(ke)粒開始脫離粘合劑。

　　該小組通(tong)過進一(yi)步細(xi)化硅(gui)負(fu)極(ji)，并賦予硅(gui)納米(mi)顆粒在運行中自行固定(ding)的(de)能力來解決(jue)這個(ge)問(wen)題。這種自我修復(fu)是通(tong)過在聚(ju)(ju)合(he)(he)物粘(zhan)合(he)(he)劑(ji)和硅(gui)納米(mi)顆粒之間界(jie)面處的(de)可逆化學鍵實(shi)現的(de)。這種動(dong)態重新結合(he)(he)的(de)過程基本上將硅(gui)顆粒和聚(ju)(ju)合(he)(he)物粘(zhan)合(he)(he)劑(ji)牢牢保持在一(yi)起，顯著(zhu)提高了(le)硅(gui)負(fu)極(ji)電池的(de)使用壽命。

　　研究人員還表示，他們(men)接下來將(jiang)研究這(zhe)種自愈(yu)技(ji)術如何在固態電池中(zhong)起(qi)作用(yong)，以期研發(fa)更(geng)加安(an)全的電池。

　　目(mu)前，這(zhe)項研(yan)究(jiu)已經(jing)得到了能(neng)源(yuan)前沿(yan)研(yan)究(jiu)中心的支持，該研(yan)究(jiu)中心由美國能(neng)源(yuan)部科(ke)學與技術基金(jin)會(hui)資(zi)助。

                       文章編譯自：azo cleantech