科學家研發新聚合物 或可用于自我修復電池
發布時間:2019-12-31 14:52:53
關鍵詞:動力電池鋰電池
為了尋求更安全的鋰離子電池,伊利諾伊大學(UI)的一個工程師團隊提出了一種基于聚合物的固體電解質,該電解質不僅可以自我修復,而且可循環使用,而無需高溫。通過使用特殊的交聯聚合物,新電解質在加熱下會變得更堅硬,而不是分解。 

 

鋰離子電池是現代電氣技術成功的典范之一。沒有它們,從智能手機到電動汽車的設備將是不切實際的-但它們遠非完美。當它們經過規則的充放電周期時,易形成針狀或樹枝狀的鋰枝晶并在電池的結構中生長。這會導致使用壽命縮短或電氣短路。在極端情況下,它還會損壞電池本身,導致起火和爆炸。 

這些爆炸性故障的部分原因是鋰離子電池使用液體電解質–如果電池嚴重受損,它會與電極發生化學反應。伊利諾伊大學的材料科學和工程學研究生Brian Jing表示,固態聚合物或陶瓷電解質已被視為替代品,但它們往往會在電池內部產生的高溫下熔化。解決該問題的一種方法是使用交聯的聚合物線股生產橡膠狀鋰導體。它比更堅硬的固體電解質具有更長的使用壽命,但是它不能自我修復并且很難回收。 


UI團隊開發了一種制作交聯鍵的方法,以便它們產生交換反應,并在它們之間交換聚合物鏈。這意味著聚合物在加熱時會變硬,并且會自我修復,導致樹枝狀晶鋰枝晶的生長減少。此外,無需強酸或高溫即可分解聚合物。相反,它在室溫下溶于水。但是,該技術尚不實用。 

團隊負責人Christopher Evans表示:“我認為這項工作為其他人提供了一個有趣的測試平臺。我們在聚合物中使用了非常特殊的化學性質和非常特殊的動態鍵,但我們認為可以將該平臺重新配置為與許多其他化學性質一起使用,以調節電導率和機械性能?!?nbsp;

這項研究發表在《美國化學學會雜志》。


稿件來源: 光行天下網
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