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可自癒的鋰電池!伸縮、穿刺都不怕 突破性科技問世

由加州大學柏克萊分校、喬治亞理工學院及香港科技大學組成的跨領域研究團隊,成功研發出一款具有伸縮性且能自我修復的鋰電池。這項突破性科技在經歷500次充放電迴圈後仍能保持穩定效能,相關研究成果已發表於《科學進展》期刊。

近年來,科學家們持續開發各種特殊用途的電池技術。其中,可伸縮電池特別受到關注,因其能應用於穿戴式電子裝置。不久前,林雪平大學團隊才宣佈開發出可任意變形的液態電池。而這次柏克萊團隊更進一步,打造出兼具伸縮與自癒功能的創新電池。

研究團隊採用了一種特殊的兩性離子聚合物作為基礎材料,這種聚合物同時帶有正負電荷。其獨特結構能讓水分子與帶電部分結合,同時鋰離子則會被塑膠的負電部分吸引。這樣的設計不僅能將水分子牢牢鎖在電池內部,降低通電時水分裂的風險,還能按需釋放鋰離子。

團隊還新增了丙烯酸作為交聯劑,並採用無氟鋰鹽水凝膠電解質,使電壓穩定視窗達到3.11伏特。這種創新材料設計甚至能從空氣中吸收水分,進一步減少通電時水分裂的可能性。

實際測試顯示,這款含水量僅19%的電池在濕度50%的環境中表現穩定。研究人員將其連線至LED燈電路板進行長達一個月的測試,結果顯示水分裂現象極少。更驚人的是,即使遭受拉伸、針刺、刀割甚至摺疊等破壞,電池仍能持續運作,展現優異的自癒能力。

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