自愈合技術(shù)，一種在可穿戴設(shè)備和機器人產(chǎn)業(yè)比較普遍的技術(shù)，將要使用在提高電池的壽命方面。

    一組厄巴納伊利諾斯州大學的研究人員已經(jīng)研發(fā)出一種新型電池，這種電池的陽極（帶陰電荷）使用的材料為硅納米復合材料。該團隊同時還開發(fā)出一種控制電池內(nèi)部成分的方法，這種方法可以解決包括硅電池在內(nèi)的一些常見問題。

    航空航天工程學教授Scott White在一份聲明中說道，“這項技術(shù)對于自愈合材料的研究比較新鮮，因為這項研究主要應(yīng)用在儲存能量的自愈材料上，這是一個完全不同的課題。我們要做的不是恢復材料的結(jié)構(gòu)性能，而是修復材料儲存能量的能力。”

    位于便攜式供電設(shè)備和電動汽車的鋰離子電池內(nèi)的陽極，通常是由石墨粒子復合而成。這種材料使電池性能表現(xiàn)優(yōu)異，但是隨著使用時間的增長，其充電時間也會越來越久。

    材料科學與工程教授Nancy Sottos在一份聲明中說：“硅的含量比較高，因為含量高，我們的電池可以儲存更多的電能。但是如果膨脹收縮次數(shù)過多后，這種硅電池可能就會慢慢變成粉脫落。”除此之外，這種納米硅顆粒制成的電池陽極隨著時間的推移，一般不會有其他諸多問題。

    說“電池經(jīng)過一次又一次的充放電循環(huán)，最終將會失去儲存能力，這是因為電池內(nèi)的硅顆粒開始從粘結(jié)劑上脫離。”

    研究人員通過在硅納米粒子和聚合物修補劑之間，建立可逆化學鍵，不讓硅顆粒脫落，賦予硅陽極自愈能力，從而提高硅陽極的性能。即使經(jīng)歷400次的充放循環(huán)，電池仍能保留最初產(chǎn)能的80%。

    “這個重連化學鍵的動態(tài)過程本質(zhì)上是把硅粒子和聚合物修補劑重新連接在一起，這也明顯改善了電極的長期表現(xiàn)。”Sottos說。

    這種電池其能量密度也比較高，因此它比一般的石墨陽極電池可以儲存更多的電能。Sottos說：“能量密度越高越好。”“除此之外，為了儲存更多的電量，還可以選擇增加電池的數(shù)量，但這會大大增加電池的重量，尤其對電動汽車來說是一個很大的問題。”

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責任編輯：殷鵬飛

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