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新型聚合物材料可助锂电池实现自我修复-金沙城娱乐场官网平台

2020-09-13 14:00:01

金沙城娱乐-锂离子电池因内部常常短路而臭名昭著,内部短路不会熄灭电池的液体电解质,造成电池发生爆炸从而引起火灾。近日,伊利诺伊大学的工程师早已研发出有一种基于聚合物的液体电解质,这种电解质在损毁后可以治愈,也可以在不用于刺激性化学物质或高温的情况下展开重复使用。

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这项新的研究可以协助制造商生产可回收,可自我修缮的商业电池,该研究公开发表在《美国化学学会杂志》上。研究人员说道,随着锂离子电池经历多个电池和静电循环,它们不会构成微小的树枝状固态锂,称作树枝状晶体。

这些结构不会延长电池寿命,导致热点和短路,有时不会显得充足大而刺入电池的内部部件,从而造成电极和电解液之间再次发生爆炸性化学反应。化学家和工程师仍然在推展用液体材料(例如陶瓷或聚合物)替换锂离子电池中的液体电解质。然而,这些材料大多数是刚性且坚硬的,不会造成电解质与电极之间接触不良以及导电亲率减少。该论文年出版者BrianJing说道:“液体离子导电聚合物是研发非液体电解质的一种自由选择。

但是,电池内部的高温条件不会熔融大多数聚合物,从而再度造成枝晶和故障。”过去的研究早已通过用于交联构成橡胶状锂导体的聚合物链网络生产了液体电解质,这种方法虽然延后了树枝状晶体的生长,但是,这些材料很简单,损毁后无法重复使用或修缮。

为了解决问题这个问题,研究人员研发了一种网络聚合物电解质,其中的交联点可以再次发生互相交换反应并互相交换聚合物链。研究人员说道,与线性聚合物比起,这些网络实质上在冷却时会变软,从而可以仅次于程度地增加枝晶问题。此外,它们在损毁后很更容易分解成并新的烧结成网状结构,使其可回收利用,并且由于其治愈性,因此在损毁后可以完全恢复导电性。

“这种新型的网络聚合物还表明出有卓越的特性,即电导率和刚性都随冷却而减少,这是常规聚合物电解质所没的,”Jing说道。材料科学与工程学教授,论文第一作者克里斯托弗·埃文斯说道:“大多数聚合物都必须强酸和高温才能分解成。

而我们的材料在室温下可水溶液水,是一种十分节约能源且环保的工艺。”研究小组探究了这种新材料的导电性,并找到了其作为有效地的电池电解质的潜力,但是他们否认,要与目前用于的电池相媲美,还必须一定的过程。埃文斯说道:“我指出这项工作为其他人获取了一个有意思的测试平台,我们在聚合物中用于了一种十分类似的化学物质和一种十分类似的动态键,但我们指出这个平台可以展开重新配置,从而与许多其他化学物质一起用于,需要调整传导率和机械性能。

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