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(zeng)加電池的可靠(kao)性，并且擁有更長的循環(huan)壽命(ming)。

　　研(yan)究小組(zu)制(zhi)作了一種電池(chi)，該電池(chi)負(fu)極(ji)采(cai)用(yong)了硅納米顆粒復(fu)合材(cai)料(liao)，并且將復(fu)合材(cai)料(liao)保持(chi)高度的(de)穩定(ding)性(xing)，而穩定(ding)性(xing)正(zheng)是硅負(fu)極(ji)電池(chi)所面(mian)臨的(de)困(kun)境(jing)。

　　該(gai)研究(jiu)由材(cai)料科學和(he)工程教(jiao)授Nancy Sottos和(he)航空航天工程教(jiao)授Scott White一起發(fa)表在Advanced Energy Materials雜志上。Scott White 表示：“這(zhe)項工作對于自(zi)我修復(fu)材(cai)料研究(jiu)尤其新穎，因為(wei)(wei)它適用于儲存(cun)能量的材(cai)料。這(zhe)是(shi)(shi)超越(yue)以往思維(wei)的，因為(wei)(wei)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)恢復(fu)結構性能，而是(shi)(shi)使(shi)材(cai)料自(zi)我愈合其存(cun)儲的能量。”

　　電動汽車和便攜式裝置的鋰離子電池負(fu)極(ji)通常(chang)由石墨顆粒復合材料(liao)制成。即使這些電(dian)池工作(zuo)良(liang)好，他們需(xu)要很長時(shi)間充電(dian)，而且隨著(zhu)時(shi)間的(de)推移，電(dian)池的(de)續航時(shi)間會不(bu)斷減少(shao)，因為電(dian)池已經不(bu)再是新(xin)的(de)了(le)。

　　Sottos表示，硅(gui)具有十倍(bei)于石(shi)墨的(de)(de)(de)理論能(neng)量密度，可以(yi)讓電(dian)池(chi)(chi)(chi)儲存更(geng)多的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)，但(dan)是硅(gui)的(de)(de)(de)膨(peng)脹收縮(suo)會導致它的(de)(de)(de)粉化，這是硅(gui)負極(ji)最為(wei)致命的(de)(de)(de)缺陷。以(yi)前(qian)的(de)(de)(de)研究(jiu)發現(xian)，由納米尺寸的(de)(de)(de)硅(gui)顆(ke)粒開發的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)(chi)陽極(ji)不(bu)太可能(neng)發生分解(jie)，但(dan)會遭遇(yu)其他問題。比如，經過多次的(de)(de)(de)充放電(dian)循(xun)環，最終電(dian)池(chi)(chi)(chi)將喪失(shi)性(xing)能(neng)，因為(wei)硅(gui)顆(ke)粒開始脫離粘(zhan)合劑(ji)。

　　該(gai)小(xiao)組通過(guo)進一步(bu)細化(hua)硅(gui)負極(ji)，并賦(fu)予硅(gui)納米顆(ke)粒(li)在(zai)運行中自行固定的(de)(de)(de)能力來解決這個(ge)問題。這種自我(wo)修復(fu)是通過(guo)在(zai)聚(ju)合(he)物(wu)粘合(he)劑和(he)硅(gui)納米顆(ke)粒(li)之間界面處的(de)(de)(de)可逆化(hua)學鍵(jian)實現的(de)(de)(de)。這種動態重新(xin)結合(he)的(de)(de)(de)過(guo)程基本上將(jiang)硅(gui)顆(ke)粒(li)和(he)聚(ju)合(he)物(wu)粘合(he)劑牢(lao)牢(lao)保持(chi)在(zai)一起，顯著提高了硅(gui)負極(ji)電池(chi)的(de)(de)(de)使用壽命。

　　研(yan)究(jiu)人員還表示，他們(men)接下來將研(yan)究(jiu)這種自愈技術如何在固(gu)態電池(chi)中起作用，以期(qi)研(yan)發更加安全的(de)電池(chi)。

　　目(mu)前(qian)，這項研(yan)究已(yi)經得到了能源前(qian)沿研(yan)究中(zhong)心的支(zhi)持，該研(yan)究中(zhong)心由美國能源部科學與技(ji)術基(ji)金會資助(zhu)。

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