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伊大開發「自癒修復」電池 更持久安全

2017-06-11 16:52世界日報 記者董宇/芝加哥報導

香檳伊大兩位教授索托斯(右)、懷特(左)共同開發的「自癒修復」技術,能夠讓鋰電池...
香檳伊大兩位教授索托斯(右)、懷特(左)共同開發的「自癒修復」技術,能夠讓鋰電池大幅減少損耗,持續時間更持久、更安全。(取自香檳伊大官網)
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三星Galaxy Note7型號手機於2016年因電池自燃引爆事件使得民眾人心惶惶,不過大家可能很快就能消除這項顧慮了。香檳伊大(UIUC)研究人員表示,他們已經找到一種「自癒修復」(self-healing technology)技術,讓手機和筆記本電腦的電池更加安全和持久,

香檳伊大物理學與工程學教授索托斯(Nancy Sottos)表示,由於鋰離子電池的尺寸小且存儲能力強,被廣泛用於筆記本電腦、手機及許多便攜式電子設備。但是隨著使用時間拉長,原本續航八小時的電池,很有可能在兩年內壽命降至兩小時,鋰電池這種日漸消損的屬性眾人皆知。

他指出,鋰離子電池的負電荷部分(陽極)由碳基(carbon-based)材料製成,近年來,電池專家使用能夠儲存更多能量的矽基(silicon-base)代替碳基,但是卻發現了一個重大的問題,就是電池中的矽基容易膨脹裂縫,導致性能下降。而作為解決方法,專家們嘗試使用膠狀黏合劑固定微小的納米粒子,但是仍舊無法擺脫膠水的擴散和分離,再次導致電池壽命降低。

因此,索托斯與香檳伊大航空航天工程教授懷特(Scott White)共同開發的這項「自癒修復」技術,就是在矽納米顆粒和黏合劑之間引入「動態黏合」(dynamic bonding)的方法,從而使鋰電池中的陽極可以持續形成新的黏合,並按需求進行修補,就好比路面上的薄裂縫,可以通過自行填充(self-fill)瀝青而避免變坑洞擴大一樣。

研究人員指出,經過了400次充電循環後,這種自癒電池保留了原本蓄電能力的80%,而傳統的鋰電池則只能保留20%左右。而這種電池除了更持久的功效外,自癒能力還能讓電池本身更加安全,防止自燃。索托斯則表示,未來研究人員也希望對不同的電池類型,採用相同的技術,來達到類似功效。

懷特則表示,該團隊研發的這項技術,已贏得了「寇澤特新冒險競賽」(Cozad New Venture Competition.)的最高獎,並獲得獎金1萬5000元。目前該校研究團隊正在發展技術的商業化,並推出名為「自動能源系統」(Autonomic Energy Systems)公司。

芝加哥

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