详解新型锂电池自行修复磨损延长寿命

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新能源新材料 锂电池阳极膨胀收缩会出现裂缝，植入微小的自我修复型聚合物，撕开并释放液态铟镓砷化物，裂缝就可填满，从而修复电池， 伊利诺斯大学的科学家相信，他们偶然获得了一项突破，最终可能促成开发一种锂离子电池，这种电池就像人体的某些部分，实际上可以自行修复本身的损伤。 阳极植入微小的自我修复型聚合物，可自行填满裂缝   斯科特?怀特是伊利诺伊大学的材料工程师，他说：“有许多不同类型的退化会发生，修复这种退化可以帮助我们制备更持久的电池。”怀特声称，锂离子电池的阳极充电时会膨胀，放电周期就会收缩，这种阳极最终会出现裂缝，而且经过一段时间，就会导致电池失效。 经过广泛的测试，伊利诺斯大学的科学家发现，植入微小的自我修复型聚合物，就植入石墨阳极，撕开并释放铟镓砷化物，这种化合物是一种液体金属合金，这样，那些微观裂缝在阳极中就可被填满，从而恢复电流，这样就修复了锂离子电池，并有可能延长其使用寿命。 损坏的电池，或者会有短路发生在组成部分之间，这就可能出事故，而不仅仅是缩短使用寿命。失去控制的电流我们已经知道会形成发热点，并引起熊熊烈火。 扫描电子显微镜图像：这些微胶囊用于自愈聚合物。微胶囊在中心大约100微米宽。 来源：伊利诺伊大学 “这不是一个普遍的现象，但是当它发生的时候，后果就严重了，”怀特说。电池火灾已促使笔记本电脑召回，戴尔和惠普都发生过，美国交通部提出了更严格的规则，以规范货运飞机运输大批量锂离子电池。 为了防止这种类型的故障，怀特开发了第二种类型的微型球，制备采用的是固体聚乙烯，这是一种便宜和广泛使用的塑料。少量的这种微型球嵌入阳极和其他电池组件，功能上就可以作为一种安全的保险开关。如果温度在电池内部上升，超过105° C，这种微型球就会融化，进入薄层的绝缘材料，切断电流，防止火灾。 这些塑料微胶囊就是秘密所在，可以使电池自行修复损坏。来源：伊利诺伊大学 “我们已经测试了这一点，用的是实际电池，”怀特说，他的探究是由美国能源部资助。“效果很好。”他说，这种安全特性有益于市场上新兴的电动汽车。 “锂离子电池将继续成为实用的技术，在未来10至15年都会用于电动汽车，”克里斯汀?佩尔松说，他是加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的，他正在寻求一种新的电池材料，不仅具有更好的能量存储，而且也可以避免传统电池的一些缺陷。他说：“至少需要那么长的时间来开发新的材料。”

平瑶

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