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，可(ke)以使大(da)大(da)增加電池的可(ke)靠性，并且擁有更長的循環壽命。

　　研究小組制作了一種電池，該電池負極(ji)采用了硅納(na)米顆粒復合材料(liao)，并(bing)且(qie)將復合材料(liao)保持高(gao)度的穩定性，而穩定性正是硅負極(ji)電池所面臨(lin)的困(kun)境。

　　該研究由材(cai)料(liao)科學和(he)(he)工程教授Nancy Sottos和(he)(he)航空航天工程教授Scott White一(yi)起發(fa)表在Advanced Energy Materials雜志上。Scott White 表示：“這(zhe)項工作對于自(zi)我修(xiu)復材(cai)料(liao)研究尤其(qi)新穎(ying)，因(yin)為(wei)它適用(yong)于儲存能量的材(cai)料(liao)。這(zhe)是超越以往思(si)維的，因(yin)為(wei)不(bu)僅僅是恢復結構性(xing)能，而(er)是使材(cai)料(liao)自(zi)我愈合其(qi)存儲的能量。”

　　電動汽車和便攜式裝置的鋰離子電池負極(ji)通常(chang)由石墨顆(ke)粒復合材料制(zhi)成。即(ji)使這些電池(chi)工作(zuo)良好，他們需要很長時(shi)(shi)間充電，而且(qie)隨著時(shi)(shi)間的(de)推(tui)移，電池(chi)的(de)續航時(shi)(shi)間會不(bu)(bu)斷減少，因為電池(chi)已經(jing)不(bu)(bu)再是新(xin)的(de)了(le)。

　　Sottos表示(shi)，硅(gui)具(ju)有(you)十倍(bei)于石墨的理論能(neng)量(liang)密度，可以讓電池(chi)儲存更多(duo)的能(neng)源(yuan)，但是(shi)硅(gui)的膨脹收縮(suo)會(hui)導致它(ta)的粉(fen)化，這是(shi)硅(gui)負極(ji)(ji)最(zui)(zui)為致命的缺(que)陷。以前(qian)的研究(jiu)發(fa)現，由納米尺寸的硅(gui)顆粒(li)開發(fa)的電池(chi)陽極(ji)(ji)不太可能(neng)發(fa)生分(fen)解，但會(hui)遭遇其(qi)他問題。比如，經過(guo)多(duo)次的充放電循環，最(zui)(zui)終電池(chi)將喪(sang)失性能(neng)，因(yin)為硅(gui)顆粒(li)開始脫離粘合劑。

　　該小組通(tong)過(guo)(guo)進一(yi)步細化(hua)(hua)硅(gui)(gui)負(fu)極(ji)，并賦予硅(gui)(gui)納米顆(ke)(ke)粒(li)在(zai)運行(xing)中自行(xing)固定(ding)的(de)(de)(de)能力來解(jie)決這個(ge)問題(ti)。這種(zhong)自我(wo)修復是通(tong)過(guo)(guo)在(zai)聚(ju)合物粘合劑和(he)硅(gui)(gui)納米顆(ke)(ke)粒(li)之間界面處(chu)的(de)(de)(de)可逆化(hua)(hua)學鍵實現的(de)(de)(de)。這種(zhong)動態重新結(jie)合的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)基本上將硅(gui)(gui)顆(ke)(ke)粒(li)和(he)聚(ju)合物粘合劑牢牢保持(chi)在(zai)一(yi)起(qi)，顯著提高了硅(gui)(gui)負(fu)極(ji)電池的(de)(de)(de)使用壽命。

　　研究人(ren)員還表示，他們接下來(lai)將(jiang)研究這(zhe)種自愈(yu)技術如(ru)何在(zai)固態(tai)電池(chi)中(zhong)起作用，以期研發更(geng)加安(an)全的電池(chi)。

　　目前，這項(xiang)研究已經得到了(le)能源(yuan)前沿研究中心的支持，該研究中心由(you)美國能源(yuan)部科學(xue)與技術(shu)基金會資助。

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