鉅大LARGE | 點擊量:965次 | 2018年07月09日
新型鋰電池自行修復磨損有可能延長其使用壽命
這種化合物是一種液體金屬合金,這樣,那些微觀裂縫在陽極中就可被填滿,從而恢復電流,這樣就修復了鋰離子電池,并有可能延長其使用壽命。
伊利諾斯大學(UniversityofIllinois)的科學家相信,他們偶然獲得了一項突破,最終可能促成開發一種鋰離子電池,這種電池就像人體的某些部分,實際上可以自行修復本身的損傷。
研究人員采取措施,更深入地了解可充電的鋰離子電池,這種電池用于一些日常用的物品,比如手機,筆記本電腦和數碼相機,他們發現,這些電池往往會退化,隨著時間的推移就會這樣。
斯科特?懷特(ScottWhite)是伊利諾伊大學的材料工程師,他說:“有許多不同類型的退化會發生,修復這種退化可以幫助我們制備更持久的電池。”懷特聲稱,鋰離子電池的陽極充電時會膨脹,放電周期就會收縮,這種陽極最終會出現裂縫,而且經過一段時間,就會導致電池失效。
經過廣泛的測試,伊利諾斯大學的科學家發現,植入微小的自我修復型聚合物,就植入石墨陽極,撕開并釋放銦鎵砷化物(indiumgalliumarsenide),這種化合物是一種液體金屬合金,這樣,那些微觀裂縫在陽極中就可被填滿,從而恢復電流,這樣就修復了鋰離子電池,并有可能延長其使用壽命。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
損壞的電池,或者會有短路發生在組成部分之間,這就可能出事故,而不僅僅是縮短使用壽命。失去控制的電流我們已經知道會形成發熱點,并引起熊熊烈火。
“這不是一個普遍的現象,但是當它發生的時候,后果就嚴重了,”懷特說。電池火災已促使筆記本電腦召回,戴爾和惠普都發生過,美國交通部提出了更嚴格的規則,以規范貨運飛機運輸大批量鋰離子電池。
為了防止這種類型的故障,懷特開發了第二種類型的微型球,制備采用的是固體聚乙烯(polyethylene),這是一種便宜和廣泛使用的塑料。少量的這種微型球嵌入陽極和其他電池組件,功能上就可以作為一種安全的保險開關。如果溫度在電池內部上升,超過105°C,這種微型球就會融化,進入薄層的絕緣材料,切斷電流,防止火災。
“我們已經測試了這一點,用的是實際電池,”懷特說,他的研究是由美國能源部資助。“效果很好。”他說,這種安全特性有益于市場上新興的電動汽車。
“鋰離子電池將繼續成為實用的技術,在未來10至15年都會用于電動汽車,”克里斯汀?佩爾松(KristinPersson)說,他是加利福尼亞州(California)勞倫斯伯克利國家實驗室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory)的,他正在尋求一種新的電池材料,不僅具有更好的能量存儲,而且也可以避免傳統電池的一些缺陷。他說:“至少需要那么長的時間來開發新的材料。”
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