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，可以使大大增加電池的可靠性，并且擁有更(geng)長的循(xun)環(huan)壽命。

　　研(yan)究(jiu)小組制作了(le)(le)一種電(dian)池，該電(dian)池負極采用了(le)(le)硅(gui)納(na)米顆(ke)粒復合材料，并(bing)且將復合材料保持(chi)高度的穩(wen)定性，而穩(wen)定性正是硅(gui)負極電(dian)池所面臨的困(kun)境(jing)。

　　該研究(jiu)由材料(liao)科學和工程教授(shou)Nancy Sottos和航空航天工程教授(shou)Scott White一起發表(biao)在Advanced Energy Materials雜(za)志上。Scott White 表(biao)示：“這項工作對于自我(wo)修(xiu)復(fu)材料(liao)研究(jiu)尤其(qi)新穎，因(yin)為它適用于儲存(cun)能(neng)量(liang)的(de)材料(liao)。這是(shi)超越(yue)以(yi)往思維的(de)，因(yin)為不僅僅是(shi)恢復(fu)結構性能(neng)，而是(shi)使材料(liao)自我(wo)愈合其(qi)存(cun)儲的(de)能(neng)量(liang)。”

　　電動汽車和便攜式裝置的鋰離子電池負(fu)極通(tong)常由石墨顆粒(li)復合(he)材(cai)料制成(cheng)。即使這些電(dian)池工作良好，他們需要很(hen)長(chang)時(shi)(shi)間充電(dian)，而且隨著時(shi)(shi)間的推移(yi)，電(dian)池的續航時(shi)(shi)間會不斷減(jian)少，因為電(dian)池已經不再是新的了。

　　Sottos表示，硅(gui)具有十倍(bei)于石墨(mo)的(de)(de)(de)理論能(neng)(neng)量密度，可(ke)以讓電(dian)池(chi)儲存更多(duo)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)，但是硅(gui)的(de)(de)(de)膨脹(zhang)收(shou)縮會導(dao)致(zhi)它的(de)(de)(de)粉化，這是硅(gui)負極最為(wei)致(zhi)命的(de)(de)(de)缺陷。以前的(de)(de)(de)研究發現，由納米尺寸的(de)(de)(de)硅(gui)顆粒(li)開(kai)發的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)陽極不太可(ke)能(neng)(neng)發生分解，但會遭遇其他問題。比如，經過多(duo)次(ci)的(de)(de)(de)充放電(dian)循(xun)環(huan)，最終(zhong)電(dian)池(chi)將(jiang)喪(sang)失性能(neng)(neng)，因為(wei)硅(gui)顆粒(li)開(kai)始脫離粘合劑。

　　該小組通過進一步細化(hua)硅(gui)負極，并(bing)賦予硅(gui)納米顆(ke)粒(li)在(zai)運行(xing)中(zhong)自(zi)行(xing)固定(ding)的(de)能力來解決這(zhe)個(ge)問題。這(zhe)種自(zi)我修復是通過在(zai)聚(ju)合(he)物粘(zhan)合(he)劑和(he)硅(gui)納米顆(ke)粒(li)之(zhi)間界面處(chu)的(de)可逆化(hua)學(xue)鍵實(shi)現(xian)的(de)。這(zhe)種動態(tai)重新結(jie)合(he)的(de)過程基本上將硅(gui)顆(ke)粒(li)和(he)聚(ju)合(he)物粘(zhan)合(he)劑牢(lao)牢(lao)保持在(zai)一起，顯著提(ti)高了硅(gui)負極電池(chi)的(de)使用壽命。

　　研(yan)(yan)究人員還表(biao)示，他們(men)接下來(lai)將研(yan)(yan)究這種自愈技術(shu)如何在固態(tai)電(dian)池中起作用，以期(qi)研(yan)(yan)發(fa)更加安(an)全的電(dian)池。

　　目前，這(zhe)項(xiang)研(yan)究已經得(de)到了(le)能源前沿(yan)研(yan)究中(zhong)心(xin)的支(zhi)持，該研(yan)究中(zhong)心(xin)由美國能源部(bu)科學(xue)與(yu)技術(shu)基金會資助(zhu)。

                       文章(zhang)編譯自：azo cleantech