增加電池穩定度的好方法:加點奈米鑽石

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 04 日 8:15 | 分類 奈米 , 電池 follow us in feedly

從智慧型手機到平板電腦,再到目前最火熱的電動車,全部都是倚靠鋰離子電池來驅動,相關技術也是現在科技界研發的重點之一,但是近年來發生的三星 Note 7 手機爆炸事件以及一些手機起火的新聞,也讓人開始擔心鋰離子電池的穩定性及安全性,費城卓克索大學(Drexel University)、北京清華大學及華中科技大學的團隊,最近則合作研究出能增進鋰離子電池穩定度的方法。



鋰離子電池跟一般電池一樣,是由陽極(Anode)、陰極(cathode)及電解液組成,發電則是靠鋰離子穿梭於陽極陰極之間,樹枝狀結晶(dendrite)是一個發生在陽極且是造成鋰離子電池短路的主因之一,當充電放電次數越多時,電極和電解質之間會形成像樹枝狀的介面 SEI(solid-electrolyte interphase),介面升長觸碰到對面的陰極時就會發生短路,由於電解液時常是可燃物,因此甚至進一步會引發著火,雖然後來科學家有改成使用石墨當作陽極來避免此問題,但是石墨電極的效率並不及金屬電極。

(Source:SLAC

卓克索大學的研究人員 Gogotsi 表示,這次研究目標是解決鋰離子電池短路的發生,或至少做到降低短路形成的可能。

他們將奈米鑽石加入電池的電解液中,發現能減緩樹枝狀結晶的發生,「你可以想像在玩俄羅斯方塊,亂疊一通就代表遊戲結束了,加入奈米鑽石就等於可以把方塊放到適當的位置,減緩遊戲結束,也就是讓樹枝狀結晶(dendrite)慢一點形成。」研究人員 Gogotsi 說。

不過 Gogotsi 也說這項研究還只是初期階段,雖然成果已經達到能讓電池穩定的充放電週期達到 200 小時,可以用在一些工業用途,但是還不足以應用到智慧手機或筆電。研究人員下一步將測量不同物理環境及溫度下此實驗的成果。

「雖然不太可能完全消除樹枝狀結晶(dendrite),但是此項技術絕對有改變電池產業的潛力。」

(首圖來源:Drexel University

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