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让锂电池组拥有动植物类似的自愈能力,以便延长电池组寿命

发表日期:2017-05-02 07:07 点击量:
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,硅电极(silicon electrode)若包复了具有自癒机制的聚合物,则寿命将可延长10倍。而这种自癒聚合物只要花上几小时就能修复任何裂缝。
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组原型还算实用,目前电池组容量不会减少的充放电次数为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,锂电池组容量皆不会下降的目标迈进。这种包复聚合物的硅电极,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。
目前最具前景的电极材料就是硅,这种材料可在充电时大量吸收锂离子,但缺点是电极体积也会跟着膨胀三倍,而放电时则会缩回原来的大小,增加电极脆裂的机率。若为电极包复了上述保护膜,则可解决这个问题。全球的科学家目前都在寻找可让锂电池组阴极储存更多能量的方法,以便在减轻重量的同时还能提高储存效能。美国科研人员已开发出全球第一款能够自行癒合的电极,能延长锂电池组的寿命,可望为电动车、手机等行动装置带来全新的变革。他们来自史丹佛大学 (Stanford)、美国能源部SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)。
史 丹佛大学博士后研究员暨研究报告共同主要作者Chao Wang表示,对动植物而言,自癒能力是存活、延长寿命的重要机制,本份研究希望让锂电池组拥有类似的能力,以便延长电池组寿命。这项技术的秘诀是为电极 包复一层有弹性的聚合物,当电极在电池组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。
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