從智慧型手機(jī)到平板電腦,再到目前最火熱的電動車,全部都是倚靠鋰離子電池來驅(qū)動,相關(guān)技術(shù)也是現(xiàn)在科技界研發(fā)的重點(diǎn)之一,但是近年來發(fā)生的三星Note 7 手機(jī)爆炸事件以及一些手機(jī)起火的新聞,也讓人開始擔(dān)心鋰離子電池的穩(wěn)定性及安全性,費(fèi)城卓克索大學(xué)(Drexel University)、北京清華大學(xué)及華中科技大學(xué)的團(tuán)隊(duì),最近則合作研究出能增進(jìn)鋰離子電池穩(wěn)定度的方法。
鋰離子電池跟一般電池一樣,是由陽極(Anode)、陰極(cathode)及電解液組成,發(fā)電則是靠鋰離子穿梭于陽極陰極之間,樹枝狀結(jié)晶(dendrite)是一個(gè)發(fā)生在陽極且是造成鋰離子電池短路的主因之一,當(dāng)充電放電次數(shù)越多時(shí),電極和電解質(zhì)之間會形成像樹枝狀的接口SEI(solid-electrolyte interphase),接口升長觸碰到對面的陰極時(shí)就會發(fā)生短路,由于電解液時(shí)常是可燃物,因此甚至進(jìn)一步會引發(fā)著火,雖然后來科學(xué)家有改成使用石墨當(dāng)作陽極來避免此問題,但是石墨電極的效率并不及金屬電極。
卓克索大學(xué)的研究人員Gogotsi 表示,這次研究目標(biāo)是解決鋰離子電池短路的發(fā)生,或至少做到降低短路形成的可能。(Source:SLAC)
他們將奈米鉆石加入電池的電解液中,發(fā)現(xiàn)能減緩樹枝狀結(jié)晶的發(fā)生,“你可以想像在玩俄羅斯方塊,亂疊一通就代表游戲結(jié)束了,加入奈米鉆石就等于可以把方塊放到適當(dāng)?shù)奈恢?,減緩游戲結(jié)束,也就是讓樹枝狀結(jié)晶(dendrite)慢一點(diǎn)形成?!毖芯咳藛TGogotsi 說。
不過Gogotsi 也說這項(xiàng)研究還只是初期階段,雖然成果已經(jīng)達(dá)到能讓電池穩(wěn)定的充放電周期達(dá)到200 小時(shí),可以用在一些工業(yè)用途,但是還不足以應(yīng)用到智慧手機(jī)或筆電。研究人員下一步將測量不同物理環(huán)境及溫度下此實(shí)驗(yàn)的成果。
“雖然不太可能完全消除樹枝狀結(jié)晶(dendrite),但是此項(xiàng)技術(shù)絕對有改變電池產(chǎn)業(yè)的潛力?!?/p>
(合作媒體:科技新報(bào)。圖片出處:Drexel University)