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(de)(de)方法，可以使大大增加電池的(de)(de)可靠性，并且(qie)擁(yong)有更長的(de)(de)循環壽命(ming)。

　　研究小(xiao)組制(zhi)作了(le)一(yi)種電池(chi)(chi)，該電池(chi)(chi)負極采用(yong)了(le)硅(gui)納(na)米顆(ke)粒(li)復合材料(liao)，并且將復合材料(liao)保(bao)持高度的穩定性，而穩定性正是硅(gui)負極電池(chi)(chi)所面(mian)臨的困境。

　　該研究(jiu)由材料(liao)(liao)(liao)科學和工(gong)程教授Nancy Sottos和航(hang)空航(hang)天工(gong)程教授Scott White一(yi)起發表在Advanced Energy Materials雜志上(shang)。Scott White 表示：“這(zhe)(zhe)項工(gong)作對于自我(wo)修復材料(liao)(liao)(liao)研究(jiu)尤其新穎，因為它適用于儲存能量(liang)的材料(liao)(liao)(liao)。這(zhe)(zhe)是超越以往思維(wei)的，因為不(bu)僅(jin)僅(jin)是恢復結構性能，而是使材料(liao)(liao)(liao)自我(wo)愈合其存儲的能量(liang)。”

　　電動汽車和便攜式裝置的鋰離子電池負極通(tong)常由石墨顆粒復合材料制成。即使這(zhe)些電池(chi)工作(zuo)良好，他(ta)們(men)需要(yao)很長時間充(chong)電，而且隨著時間的(de)推移，電池(chi)的(de)續航時間會不斷減少，因為(wei)電池(chi)已(yi)經(jing)不再(zai)是(shi)新的(de)了。

　　Sottos表示，硅具有十倍于(yu)石墨的(de)(de)(de)理(li)論能量密度，可以讓(rang)電(dian)池(chi)儲存更多(duo)的(de)(de)(de)能源，但(dan)(dan)是硅的(de)(de)(de)膨脹(zhang)收縮會(hui)導致它(ta)的(de)(de)(de)粉(fen)化，這是硅負極最(zui)為致命的(de)(de)(de)缺陷。以前的(de)(de)(de)研究(jiu)發(fa)現，由(you)納(na)米尺寸的(de)(de)(de)硅顆(ke)(ke)粒開發(fa)的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)陽(yang)極不太可能發(fa)生分解，但(dan)(dan)會(hui)遭遇其他問(wen)題。比(bi)如，經過多(duo)次的(de)(de)(de)充(chong)放電(dian)循環，最(zui)終電(dian)池(chi)將喪失性(xing)能，因為硅顆(ke)(ke)粒開始脫離粘合劑。

　　該小組通(tong)過(guo)進一步細化(hua)硅負(fu)極(ji)(ji)，并(bing)賦予(yu)硅納(na)米(mi)顆粒(li)在(zai)運行(xing)中自行(xing)固定的(de)能力來解決這(zhe)個問題。這(zhe)種(zhong)自我修復是通(tong)過(guo)在(zai)聚合(he)(he)物粘合(he)(he)劑和硅納(na)米(mi)顆粒(li)之間界面處(chu)的(de)可逆化(hua)學鍵實現的(de)。這(zhe)種(zhong)動態(tai)重新結(jie)合(he)(he)的(de)過(guo)程基(ji)本上將硅顆粒(li)和聚合(he)(he)物粘合(he)(he)劑牢牢保持在(zai)一起，顯著提高了(le)硅負(fu)極(ji)(ji)電池的(de)使用壽命。

　　研(yan)(yan)究人員(yuan)還表示，他們接下來將研(yan)(yan)究這種(zhong)自愈技術如何在固態電池(chi)中起作用，以期研(yan)(yan)發更加安全的電池(chi)。

　　目前，這項研究(jiu)已經得到了能源前沿研究(jiu)中(zhong)心(xin)的支持，該(gai)研究(jiu)中(zhong)心(xin)由美國能源部(bu)科學與技術基金會資(zi)助。

                       文章編譯自：azo cleantech