图片来源:L. Brian Stauffer/伊利诺伊大学
工程师在伊利诺伊大学已经开发了一种新的聚合物基电解质，使电池能够自我修复和回收。研究人员一直在研究使用固体离子导电聚合物，以克服目前面临的液体电解质的局限性。
锂离子电池通常是由液体电解质制成的，这些电解质容易产生缺陷，已知这些缺陷会导致电池在短路时起火。缺陷-被称为树突-是一种微小的树状结构，可以在锂电池内部生长，并刺穿保护外壳，加速电池失效。这些缺陷可能会引发设备的电气问题，甚至引发潜在的危险爆炸或火灾。
这项新研究发表在美国化学学会杂志这将有助于电池制造商生产更加环保的商用电池，因为这种电池具有自愈特性，在回收过程中不需要苛刻的破坏性化学物质。
“任何时候，只要你能让某些东西自愈，就意味着你不需要经常更换，这样就节省了时间、金钱和精力，”该研究的主要作者、伊利诺伊大学材料科学与工程教授克里斯托弗·埃文斯(Christopher Evans)说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
然而，聚合物等固体材料的问题在于，它们很少能显示出高效生产电欧洲杯足球竞彩池所必需的特性。固体材料的电欧洲杯足球竞彩导率往往降低，电解质与电极之间的接触也很弱。此外，固体材料往往太脆和太硬，不适合大欧洲杯足球竞彩规模生产。
解决这一问题
在锂离子电池的整个生命周期中，它会经历多次充电和放电，这是导致树突形成的因素之一。这些结构是电池寿命减少和失效的根本原因，这导致研究人员推动用固体材料替代液体电解质。欧洲杯足球竞彩
“固体离子导电聚合物是开发非液体电解质的一种选择，”一位名叫布莱恩京(Brian Jing)的学生说欧洲杯足球竞彩材料科学与工程欧洲杯线上买球研究生和研究合著者。
然而，电池外壳的高温，“可以熔化大多数聚合物，”再次导致树突的形成，最终导致失败。
为了解决这个问题，该团队修改了之前的设计，开发了一种网络聚合物电解质，能够在交联点进行交换反应时交换聚合物链。与线性聚合物相比，网络聚合物的刚度和强度随加热而增加，这反过来可以减少枝晶问题。
这种新型网络聚合物还表现出了电导率和刚度随加热而增加的显著性能，这在传统聚合物电解质中是看不到的。
布莱恩,米材料科学与工程欧洲杯线上买球研究生和研究合著者
能源效率
Evans表示，这种网状聚合物链的回收过程非常节能，因为它们在室温下很容易在水中分解。一般来说，聚合物需要强酸和高温才能分解，这对环境不是很好。
一旦新的聚合物被分解，它可以很容易地在损坏后重新固化，并恢复导电性，这是它们获得自我修复质量的地方。“我认为这项工作为其他人提供了一个有趣的测试平台，”埃文斯说。
我们在聚合物中使用了一种非常特定的化学物质和一种非常特定的动态键，但我们认为这个平台可以重新配置，与许多其他化学物质一起使用，以调整电导率和机械性能。
Christopher Evans，首席作者，伊利诺伊大学材料科学与工欧洲杯足球竞彩程教授欧洲杯线上买球
虽然伊利诺伊大学团队看到了新固体聚合物是一种有效的电池电解质的有力证据，但他们承认需要进一步探测这种材料。为了与目前市场上的液基锂离子电池的性能相匹配。
更重要的是，该团队认为这种材料可以重新配置，并用于其他与能源相关的应用，这将受益于自愈特性。计划是在调整和改进现有研究的同时探索这些前景。埃文斯表示,小组将进行调查，“新的化学和化学键，看看它们如何处理湿环境或高酸性/碱性溶液，以扩大应用范围。”
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