美科学家研发出“自癒”电极 可延长电池寿命

 史丹佛大学(Stanford)、美国能源部SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)17日发布新闻稿称，研究人员已开发出全球第一款能够自行癒合的电极，可望为电动车、手机等行动装置带来全新的变革。

这项技术的秘诀是为电极包复一层有弹性的聚合物，当电极在电池充放电过程中出现微小裂缝时，这层保护膜可捆住电极、让缝隙自行修复。

史丹佛大学博士后研究员暨研究报告共同主要作者Chao Wang表示，对动植物而言，自癒能力是存活、延长寿命的重要机制，本份研究希望让锂电池拥有类似的能力，以便延长电池寿命。


Wang工作的实验室主持人为史丹佛大学教授Zhenan Bao，他的团队主要从事弹性电子贴皮(electronic skin)的研发作业，主要应用于机器人、感应器、义肢等产品。Bao表示，硅电极(silicon electrode)若包复了具有自癒机制的聚合物，则寿命将可延长10倍。而这种自癒聚合物只要花上几小时就能修复任何裂缝。

与Bao共同带领这项研究的史丹佛大学副教授Yi Cui则表示，他们开发出的锂电池原型还算实用，目前电池容量不会减少的充放电次数为100次。Cui说，未来应可朝手机充放电500次、电动车充放电3,000次后，锂电池容量皆不会下降的目标迈进。这种包复聚合物的硅电极，由于材料容易取得，因此也是第一个有机会商业化的解决方案。

全球的科学家目前都在寻找可让锂电池阴极储存更多能量的方法，以便在减轻重量的同时还能提高储存效能。

目前最具前景的电极材料就是硅，这种材料可在充电时大量吸收锂离子，但缺点是电极体积也会跟着膨胀三倍，而放电时则会缩回原来的大小，增加电极脆裂的机率。若为电极包复了上述保护膜，则可解决这个问题。