发明自愈电池电极

斯坦福大学博士后研究员王超(音译)拿着一种可以用于硅电极的自愈合聚合物容器，这种聚合物可以防止硅电极在电池运行过程中开裂和脱落。(布拉德•普卢默/线性)

利用一种新型柔性聚合物，研究人员已经成功地制造出一种可以自我修复的电池电极;这一突破可能会对下一代电动汽车产生重大影响。

这个原型锂离子电池是在斯坦福实验室制造的，它包含一个硅电极，由一层自愈聚合物保护。背景中的电缆和夹子是用于测试电池在多次充放电循环期间性能的仪器的一部分。(布拉德•普卢默/线性)

目前，最广泛使用的电池电极材料之一是硅，因为它能够在电池充电时吸收大量的锂离子欧洲杯足球竞彩，并在电池工作时释放所有这些离子。

不幸的是，硅是一种相对脆弱的材料，当它膨胀和收缩时，往往会破裂，从而迅速降低电池的性能。

现在，来自斯坦福大学和能源部(DOE) SLAC国家加速器实验室的科学家们在硅电极上涂上一层自愈聚合物，创造了一种更持久的锂离子电池。

左图:电子显微照片显示，由于硅电极在充电过程中膨胀，在自愈聚合物涂层中留下了裂缝。右图:5个小时后，小裂缝愈合了。(C. Wang等，《自然化学》)

这种聚合物本身是通过故意弱化聚合物链上的一些化学键来制造的，同时还向聚合物中添加了碳纳米颗粒，以增加其导电性。欧洲杯猜球平台因此，尽管这种聚合物材料很容易分解，但它会像DNA一样通过化学吸引被拉回一起。这意味着涂层有助于将硅电极结合在一起更长的时间，愈合电极上出现的小裂缝。

斯坦福大学鲍哲南教授将研究结果总结如下:

“我们发现，涂上自愈聚合物后，硅电极的寿命延长了10倍，可以在短短几小时内修复任何裂缝。”

左起:斯坦福大学鲍哲南教授;博士后研究员王超，手持自愈合聚合物容器;斯坦福大学/SLAC副教授崔毅。(布拉德•普卢默/线性)

这项新技术预示着电动汽车将进入一个无需充电就能行驶数百英里的新时代。这对智能手机用户也非常有利，因为这项新技术将大大延长手机电池的寿命。进一步的应用还可能在太阳能电池和半导体工业中发现。

在100次充放电循环中，电极没有损失任何显著的能量容量，斯坦福大学和SLAC的副教授崔毅认为这是一个积极的迹象。

“这距离手机约500次、电动汽车约3000次的目标还有相当长的一段路要走，但承诺是存在的，从我们所有的数据来看，它似乎是可行的。”

斯坦福大学博士后研究员王超(音)拿着一块具有弹性、自愈性的固体聚合物，用于涂敷和保护硅电池电极。(布拉德•普卢默/线性)

原始资料来源:能源部/SLAC国家加速器实验室

引用:c .王et al。，化学性质2013年10月17日(10.1038/nchem.1802)