研究人員說(shuō)，隨著(zhù)鋰離子電池經(jīng)歷多個(gè)充電和放電循環(huán)，它們會(huì )形成微小的樹(shù)枝狀固態(tài)鋰，稱(chēng)為樹(shù)枝狀晶體。這些結構會(huì )縮短電池壽命，造成熱點(diǎn)和短路，有時(shí)會(huì )變得足夠大而刺穿電池的內部部件，從而導致電極和電解液之間發(fā)生爆炸性化學(xué)反應。
研究人員表示，他們新開(kāi)發(fā)的是一種網(wǎng)絡(luò )聚合物電解質(zhì)，其在受損后可以自我修復，而且材料可以實(shí)現在不使用苛刻的化學(xué)物質(zhì)或高溫的情況下循環(huán)使用。與線(xiàn)性聚合物相比，這些網(wǎng)絡(luò )在加熱時(shí)會(huì )變硬，從而可以最大程度地減少枝晶問(wèn)題。并且，由于其自愈性，在損壞后還可以恢復導電性。
“大多數聚合物需要強酸和高溫才能分解，我們的材料在室溫下溶于水，是一種非常節能環(huán)保的工藝。”論文第一作者、伊利諾伊大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)教授克里斯托弗·埃文斯說(shuō)，他們的發(fā)明是迎合了陶瓷或聚合物等固體材料取代鋰離子電池中液態(tài)電解質(zhì)的潮流，解決了電池在經(jīng)歷多次充放電循環(huán)后產(chǎn)生樹(shù)枝狀結構的問(wèn)題。
不過(guò)，埃文斯也承認，要與目前使用的電池相媲美，還需要一定的過(guò)程。他認為，這項工作為其他人提供了一個(gè)有趣的測試平臺，“我們在聚合物中使用了一種非常特殊的化學(xué)物質(zhì)和動(dòng)態(tài)鍵，但我們認為這個(gè)平臺可以進(jìn)行重新配置，從而與許多其他化學(xué)物質(zhì)一起使用，調整傳導率和機械性能”。
