增加电池稳定度的好方法:加点纳米钻石

作者 | 发布日期 2017 年 09 月 04 日 8:59 | 分类 电池 , 纳米
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【Technews科技新报】从智能手机到平板电脑,再到目前最火热的电动车,全部都是倚靠锂离子电池来驱动,相关技术也是现在科技界研发的重点之一,但是近年来发生的三星 Note 7 手机爆炸事件以及一些手机起火的新闻,也让人开始担心锂离子电池的稳定性及安全性,费城卓克索大学(Drexel University)、北京清华大学及华中科技大学的团队,最近则合作研究出能增进锂离子电池稳定度的方法。



锂离子电池跟一般电池一样,是由阳极(Anode)、阴极(cathode)及电解液组成,发电则是靠锂离子穿梭于阳极阴极之间,树枝状结晶(dendrite)是一个发生在阳极且是造成锂离子电池短路的主因之一,当充电放电次数越多时,电极和电解质之间会形成像树枝状的界面 SEI(solid-electrolyte interphase),界面升长触碰到对面的阴极时就会发生短路,由于电解液时常是可燃物,因此甚至进一步会引发著火,虽然后来科学家有改成使用石墨当作阳极来避免此问题,但是石墨电极的效率并不及金属电极。

(Source:SLAC

卓克索大学的研究人员 Gogotsi 表示,这次研究目标是解决锂离子电池短路的发生,或至少做到降低短路形成的可能。

他们将纳米钻石加入电池的电解液中,发现能减缓树枝状结晶的发生,“你可以想像在玩俄罗斯方块,乱叠一通就代表游戏结束了,加入纳米钻石就等于可以把方块放到适当的位置,减缓游戏结束,也就是让树枝状结晶(dendrite)慢一点形成。”研究人员 Gogotsi 说。

不过 Gogotsi 也说这项研究还只是初期阶段,虽然成果已经达到能让电池稳定的充放电周期达到 200 小时,可以用在一些工业用途,但是还不足以应用到智能手机或笔电。研究人员下一步将测量不同物理环境及温度下此实验的成果。

“虽然不太可能完全消除树枝状结晶(dendrite),但是此项技术绝对有改变电池产业的潜力。”

(首图来源:Drexel University

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