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新技术自愈锂电池即将问世

发表时间:2020-01-06 16:05来源:新材料在线

在《美国化学学会杂志》上发表的一项研究中,研究人员说,他们创造了一种基于聚合物的固体电解质,该电解质在受损后可以自愈,而且这种材料也可以在不使用刺激性化学物质或高强度化学物质的情况下进行回收利用。

专家在论文中写道,他们的发明是对用固体材料(例如陶瓷或聚合物)代替锂离子电池中的液体电解质的推动。这解决了与电池经过多次充电和放电循环后形成树枝状晶体或固态锂的分支状结构有关的问题。

树枝状晶体会缩短电池寿命,导致热点和短路,有时会变得很大,足以刺穿电池的内部部件,从而导致电极和电解液之间发生爆 炸性化学反应。

该研究的合著者之一的布莱恩·京(Brian Jing)在一份媒体声明中说:“固体离子导电聚合物是开发非液体电解质的一种选择。”“但是电池内部的高温条件会熔化大多数聚合物,从而再次导致枝晶和故障。”

为了解决这个问题,研究人员开发了一种网络聚合物电解质,其中的交联点可以进行交换反应并交换聚合物链。与线性聚合物相比,这些网络实际上在加热时会变硬,从而可以最大程度地减少枝晶问题。此外,它们在损坏后很容易分解并重新固化成网状结构,使其可回收利用,并且由于其自愈性,因此在损坏后可以恢复导电性。

该论文的主要作者克里斯托弗·埃文斯说:“大多数聚合物需要强酸和高温才能分解。”“我们的材料在室温下可溶于水,使其非常节能且环保。”

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