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)方法，可(ke)以使大大增(zeng)加電池的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，并且擁有更長的(de)循環壽命。

　　研究小組制作了一種電池，該電池負極(ji)采用了硅納米(mi)顆(ke)粒復(fu)合(he)材(cai)料，并且將復(fu)合(he)材(cai)料保(bao)持高(gao)度(du)的穩定性，而穩定性正是硅負極(ji)電池所面臨的困境(jing)。

　　該研究(jiu)由材料(liao)科學和(he)工(gong)程教(jiao)授(shou)Nancy Sottos和(he)航空航天工(gong)程教(jiao)授(shou)Scott White一起發(fa)表在Advanced Energy Materials雜志上。Scott White 表示(shi)：“這(zhe)項工(gong)作對于自我(wo)(wo)修(xiu)復材料(liao)研究(jiu)尤其(qi)(qi)新穎，因為它適用(yong)于儲存(cun)能量的材料(liao)。這(zhe)是(shi)超越以往思維的，因為不僅(jin)僅(jin)是(shi)恢(hui)復結構性能，而是(shi)使(shi)材料(liao)自我(wo)(wo)愈合其(qi)(qi)存(cun)儲的能量。”

　　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(fu)合(he)材(cai)料制(zhi)成。即使(shi)這些(xie)電(dian)(dian)池(chi)工作(zuo)良好，他們需要很長時間充電(dian)(dian)，而(er)且隨著(zhu)時間的推移，電(dian)(dian)池(chi)的續航時間會不斷減少，因為電(dian)(dian)池(chi)已經不再是新的了。

　　Sottos表示，硅(gui)(gui)具有十倍于石墨的理(li)論能(neng)量密度，可以讓(rang)電池(chi)儲存(cun)更多的能(neng)源，但(dan)是(shi)硅(gui)(gui)的膨脹收縮會導(dao)致(zhi)它(ta)的粉化，這是(shi)硅(gui)(gui)負極最為致(zhi)命的缺陷(xian)。以前的研究發現，由納(na)米尺寸的硅(gui)(gui)顆(ke)粒(li)開發的電池(chi)陽極不(bu)太可能(neng)發生(sheng)分解，但(dan)會遭遇其他(ta)問題。比如(ru)，經(jing)過(guo)多次的充放電循環，最終電池(chi)將喪失性(xing)能(neng)，因為硅(gui)(gui)顆(ke)粒(li)開始脫離粘合(he)劑(ji)。

　　該小(xiao)組通(tong)過(guo)進一步細化硅(gui)負(fu)極，并(bing)賦予(yu)硅(gui)納米顆粒(li)(li)在(zai)運行中自行固定(ding)的(de)(de)能(neng)力來解決這個問題。這種自我修(xiu)復是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)聚合(he)物粘合(he)劑和硅(gui)納米顆粒(li)(li)之間界面(mian)處的(de)(de)可(ke)逆(ni)化學鍵實現的(de)(de)。這種動態重新(xin)結合(he)的(de)(de)過(guo)程基本(ben)上將硅(gui)顆粒(li)(li)和聚合(he)物粘合(he)劑牢(lao)牢(lao)保持在(zai)一起，顯著提(ti)高了硅(gui)負(fu)極電池的(de)(de)使用壽命。

　　研究人員還表(biao)示，他們接下來將研究這(zhe)種自愈(yu)技術如何在固態電池(chi)中起(qi)作用，以期研發更(geng)加安全的(de)電池(chi)。

　　目前，這項研(yan)究已經得到了能(neng)源前沿研(yan)究中心的(de)支(zhi)持，該研(yan)究中心由美國能(neng)源部(bu)科(ke)學與技術基金會資助。

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