电池以后可能永远用不坏?科学家推“自愈”电极

2013-11-19 09:37:45来源: 精实新闻
   
過度充放電導致鋰電池壽命縮短?由史丹佛大學和美國能源部實驗室最新開發出的“自愈”电极(见左图,图片来自新闻稿),有望大幅增加電池的生命週期。

史丹佛大學、美國能源部SLAC國家加速器實驗室(SLAC National Accelerator Laboratory)17日發布新聞稿指出,研究人員已開發出全球第一款能够自行愈合的电极(愈合状况请见下图),秘诀是为电极包覆一层有彈性的聚合物,当电极在电池充放电过程中出现微小裂缝时,这层保护膜可捆住电极、让缝隙自行修复。

上述技術將為電動車、手機等行動裝置帶來全新的變革。史丹佛大學博士後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工作的实验室主持人为史丹佛大学教授Zhenan Bao,他的团队主要从事弹性电子贴皮(electronic skin)的研发作业,主要应用于机器人、感应器、义肢等产品。Bao表示,矽电极(silicon electrode)若包覆了具有自愈机制的聚合物,则寿命将可延长10倍。他说,这种自愈聚合物只要花上几小时就能修复任何裂缝。

全球的科學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矽,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。若为电极包覆了上述保护膜,则可解决这个问题。

与Bao共同带领这项研究的史丹佛大学副教授Yi Cui则表示,他们开发出的锂电池原型还算实用,目前電池容量不會減少的充放電次數為100次。Cui说,未来应可朝手机充放电500次、电动车充放电3,000次后,锂电池容量皆不会下降的目标迈进。Cui并表示,这种包覆聚合物的矽电极,由于材料容易取得,因此也是第一个有机会商业化的解决方案。

自愈矽电极的愈合状况(图片来自新闻稿):
 

关键字:电池  “自愈”电极

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/1119/article_27890.html
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