新華社紐約1月11日電 德國(guó)哈佛大學(xué)研究人員研發(fā)出一種新型鋰離子電板，首次實(shí)現(xiàn)了溫度下降時(shí)手動(dòng)斷電、濕度升高時(shí)手動(dòng)恢復(fù)的功能。 困境。
該研究由鮑哲南博士參與。 哈佛大學(xué)物理工程學(xué)院博士，以及物理工程系和材料科學(xué)系的多名班主任和博士后研究員。 包哲南曾被美國(guó)《自然》雜志評(píng)為2015年對(duì)全球科學(xué)界有重大影響的十大人物。
包哲南介紹，“我們?cè)O(shè)計(jì)的電池是同類產(chǎn)品中的首創(chuàng)，在連續(xù)加熱和冷卻的循環(huán)中，可以完全關(guān)閉然后恢復(fù)，而不會(huì)損失性能。”
典型的鋰離子電池由兩個(gè)電極和在兩個(gè)電極之間傳輸帶電粒子的液體或凝膠電解質(zhì)組成。 如果電池?fù)p壞、短路或過(guò)充，就會(huì)發(fā)熱； 如果水溫達(dá)到150攝氏度左右，電解液可能會(huì)燃燒，引起爆燃。
新型電板由塑料制成，嵌入細(xì)小的金屬鎳顆粒，顆粒表面有刺，其尺度以納米判斷。 研究人員在帶刺的鎳顆粒上涂上石墨烯（一種長(zhǎng)度相當(dāng)于一個(gè)原子的碳），并將顆粒嵌入彈性聚乙烯薄膜中。 該膜附著在電池的電極之一上并承載電池輸出的電壓。 為了使薄膜導(dǎo)電，鎳顆粒上的尖峰需要通過(guò)化學(xué)方式“粘合”在一起。 一旦溫度下降，聚乙烯薄膜在熱膨脹作用下會(huì)膨脹，鎳顆粒的寬度增大，薄膜將不再導(dǎo)電鋰電池電流過(guò)大自動(dòng)斷電，使電池難以輸出電能。
實(shí)驗(yàn)中，研究人員將電池加熱至70多攝氏度。 聚乙烯薄膜膨脹成氣球狀，帶刺的鎳顆粒分離，電池?cái)嚯姟?當(dāng)溫度降至70度時(shí)，聚乙烯薄膜收縮鋰電池電流過(guò)大自動(dòng)斷電，鎳顆粒鱗片恢復(fù)。 接觸后，電池恢復(fù)供電。
研究人員認(rèn)為，根據(jù)嵌入顆粒的數(shù)量或聚合物（薄膜）材料的類型，可以設(shè)定斷電溫度。 例如，電池可以在50攝氏度或100攝氏度下斷電。
與這項(xiàng)研究相關(guān)的論文11日發(fā)表在《自然·能源》雜志上。 （超過(guò)）