達爾豪斯大學的科學家發現了一個出人意料的電池壽命影響因素,如果付諸應用,可能解決該行業的一個長期問題。
用於手機和手提電腦等的電池,有一個常見問題,就是在不使用設備時仍會失去部份電量,該現象稱為自放電。達爾豪斯大學網站近日發表的一篇文章說,自放電現象讓用戶和行業都感到沮喪,也使製造商感到困惑。
達爾豪斯大學物理與大氣科學系助理教授Michael Metzger說,商用電池使用膠帶將電極固定在一起,「該膠帶會發生化學分解,從而產生導致自放電的分子」。
「我們在實驗室裏做了很多非常複雜的實驗來改進電池,但這次,我們發現了一個非常簡單的現象。」他說,該現象在每個膠樽中都有。
作為研究的一部份,Metzger和他的同事將幾個鋰電池芯打開並置於不同的溫度下。之後他們驚訝地發現,電池內的電解液呈鮮紅色,這是他們從未見過的。
研究人員進行了化學分析,並查看了電解液中的化學成份。他們發現,膠帶中的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)分解並產生了導致自放電的分子。
該分子被稱為氧化還原梭,因為它可以移動到電極的正極及負極,而且會在兩極之間來回穿梭並產生自放電,就像電池放電時鋰做的事一樣。問題是,這些分子在電池不工作時也一直在來回穿梭,而鋰這時則不會動。
Metzger說:「這是我們從未預料到的事情,因為沒人會關注電池單元中的這些無活性組件——膠帶和塑膠箔。但如果你想限制電池單元中的副反應,確實需要考慮這些東西。」
該研究的相關發現,已分別在1月20日和1月23日發表在供同行評審的《電化學學會雜誌》上。研究人員現在正在測試PET膠帶的替代品。
Metzger說,解決方案很簡單,就是用更耐用、更穩定的東西代替電池內部常用的PET塑膠膠帶。
「這是一個與商業應用相關的發現。」他說,「這是一件小事,但它絕對可以幫助改進電池。」#
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