這項研究結果類似於美國史丹佛大學(University of Stanford)的研究,研究人員開發的是一種導電的自癒聚合物,可用於塗覆電池的電極。他們將這種電極結合在一起,使其能自行修復在電池操作期間出現的小裂痕。

20161027 battery NT01 中國研究人員開發出一種具有自癒電極的電池,能夠自行修復。 (來源:Wiley/復旦大學)

然而,由復旦大學教授王永剛和彭慧勝帶領的中國研究人員採取了不同的途徑。研究人員在發佈於《應用化學》(Angewandte Chemie)期刊的文章中表示,他們的研究仰賴的是組成電池電極的平行碳奈米管層。

研究人員在這些分層之間,以奈米顆粒的形式嵌入必要的鋰化合物,讓電池在使用中或破裂時也不至於從電極中漏出來。這和傳統的鋰離子電池形式是相反的,過去我們聽到多起電池液外漏甚至導致起火的意外,主要原因就在於這種傳統的鋰離子電池設計方式。

研究團隊將薄層電極固定在自癒聚合物基板上,並在電極之間設置由纖維素凝膠(以及硫酸鋰水溶液)組成的無溶劑電解質上,作為隔離層。

根據研究人員表示,藉由輕鬆地黏合這種自癒合聚合物與碳奈米管,當電極發生斷裂時,只需要將其斷裂的兩端壓在一起幾秒鐘,就能重新融合在一起,自和碳納米管易於粘在一起。

研究團隊使用人型木偶測試這種電池,他們將可自癒電池放在木偶手臂的臂帶中,測試結果顯示,即使是在重複發生斷裂和自行修復的幾個週期後,電池的電容與充電/放電特性仍能維持一致性。

研究人員預期,這種電池將十分適用於可穿戴式電子產品,特別是傳統電池可能會因為被過度扭曲或不慎被踩踏或碾壓而導致無法修復的嚴重損壞。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Self-Healing Battery Resistant to Damage, Aimed at Wearable Tech,by Elizabeth Montalbano, Contributing Writer, Design News)