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)(de)方法(fa)，可以使大(da)大(da)增加電(dian)池的(de)(de)可靠性，并(bing)且擁有(you)更長的(de)(de)循(xun)環壽命。

　　研究小(xiao)組制作了(le)一種電池，該電池負極采用了(le)硅(gui)納米顆粒(li)復合(he)材(cai)料，并且將(jiang)復合(he)材(cai)料保持高度的穩定性(xing)(xing)，而穩定性(xing)(xing)正是硅(gui)負極電池所面臨的困境(jing)。

　　該研究由材(cai)料科學和(he)工程(cheng)教授(shou)Nancy Sottos和(he)航空航天工程(cheng)教授(shou)Scott White一(yi)起(qi)發表在Advanced Energy Materials雜志上。Scott White 表示：“這(zhe)項工作對于自我(wo)(wo)修復(fu)材(cai)料研究尤其新(xin)穎(ying)，因為它適用于儲存(cun)能量的(de)材(cai)料。這(zhe)是超(chao)越以往思(si)維的(de)，因為不僅僅是恢復(fu)結構性能，而是使材(cai)料自我(wo)(wo)愈合其存(cun)儲的(de)能量。”

　　電動汽車和便攜式裝置的鋰離子電池負(fu)極通常由(you)石墨(mo)顆粒(li)復合材料制成。即使這些(xie)電(dian)池工作良好(hao)，他們需(xu)要很長時(shi)間充電(dian)，而且隨著時(shi)間的推移，電(dian)池的續航(hang)時(shi)間會(hui)不(bu)斷減少，因為電(dian)池已經不(bu)再是新的了。

　　Sottos表(biao)示(shi)，硅(gui)(gui)具(ju)有十(shi)倍于(yu)石墨的(de)理論能(neng)量(liang)密度，可以讓電池(chi)儲存更多(duo)的(de)能(neng)源，但是硅(gui)(gui)的(de)膨(peng)脹收縮(suo)會導致(zhi)它(ta)的(de)粉化，這(zhe)是硅(gui)(gui)負極最為致(zhi)命的(de)缺(que)陷。以前(qian)的(de)研究發(fa)現，由(you)納米(mi)尺寸的(de)硅(gui)(gui)顆粒開(kai)發(fa)的(de)電池(chi)陽極不太可能(neng)發(fa)生分解，但會遭遇其(qi)他問題。比如，經過(guo)多(duo)次的(de)充(chong)放電循環(huan)，最終電池(chi)將喪失(shi)性能(neng)，因(yin)為硅(gui)(gui)顆粒開(kai)始脫(tuo)離粘合劑。

　　該小組(zu)通(tong)過(guo)進一步細化硅負極，并賦(fu)予硅納米顆(ke)粒在(zai)運行中自行固定的(de)能(neng)力來解決(jue)這個問題。這種(zhong)自我修復是通(tong)過(guo)在(zai)聚(ju)合物(wu)粘合劑(ji)和硅納米顆(ke)粒之間界面處的(de)可(ke)逆化學鍵實現的(de)。這種(zhong)動態重新結(jie)合的(de)過(guo)程基(ji)本上將硅顆(ke)粒和聚(ju)合物(wu)粘合劑(ji)牢牢保持在(zai)一起，顯(xian)著提高了硅負極電池(chi)的(de)使用壽命。

　　研究人員還表示(shi)，他們接下來將研究這(zhe)種自(zi)愈技術如何在固態電(dian)池(chi)中起作(zuo)用，以期研發(fa)更加安全的電(dian)池(chi)。

　　目前，這項研(yan)究(jiu)已經得到了能源前沿(yan)研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心(xin)的支持，該研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心(xin)由美國能源部科學與技術基金(jin)會資助。

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