美科學(xué)家研發(fā)出“自癒”電極 可延長電池壽命

史丹佛大學(xué)(Stanford)、美國能源部SLAC國家加速器實驗室(SLAC National Accelerator Laboratory)17日發(fā)布新聞稿稱，研究人員已開發(fā)出全球第一款能夠自行癒合的電極，可望為電動車、手機等行動裝置帶來全新的變革。

這項技術(shù)的秘訣是為電極包復(fù)一層有彈性的聚合物，當(dāng)電極在電池充放電過程中出現(xiàn)微小裂縫時，這層保護膜可捆住電極、讓縫隙自行修復(fù)。

史丹佛大學(xué)博士后研究員暨研究報告共同主要作者Chao Wang表示，對動植物而言，自癒能力是存活、延長壽命的重要機制，本份研究希望讓鋰電池擁有類似的能力，以便延長電池壽命。

Wang工作的實驗室主持人為史丹佛大學(xué)教授Zhenan Bao，他的團隊主要從事彈性電子貼皮(electronic skin)的研發(fā)作業(yè)，主要應(yīng)用于機器人、感應(yīng)器、義肢等產(chǎn)品。Bao表示，硅電極(silicon electrode)若包復(fù)了具有自癒機制的聚合物，則壽命將可延長10倍。而這種自癒聚合物只要花上幾小時就能修復(fù)任何裂縫。

與Bao共同帶領(lǐng)這項研究的史丹佛大學(xué)副教授Yi Cui則表示，他們開發(fā)出的鋰電池原型還算實用，目前電池容量不會減少的充放電次數(shù)為100次。Cui說，未來應(yīng)可朝手機充放電500次、電動車充放電3,000次后，鋰電池容量皆不會下降的目標(biāo)邁進。這種包復(fù)聚合物的硅電極，由于材料容易取得，因此也是第一個有機會商業(yè)化的解決方案。

全球的科學(xué)家目前都在尋找可讓鋰電池陰極儲存更多能量的方法，以便在減輕重量的同時還能提高儲存效能。

目前最具前景的電極材料就是硅，這種材料可在充電時大量吸收鋰離子，但缺點是電極體積也會跟著膨脹三倍，而放電時則會縮回原來的大小，增加電極脆裂的機率。若為電極包復(fù)了上述保護膜，則可解決這個問題。

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