斯坦福大学：为电极穿上“保护衣”，对手机爆炸说NO

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随着智能手机的普及，电池爆炸的新闻屡见报端，智能手机电池安全问题越发受到人们关心，据小编了解，这个问题或许很快就能得到解决了。美国斯坦福大学的研究人员发明了一款过热自动关闭、降温后又能恢复工作的锂离子电池。

“人们尝试了多种策略来解决锂离子电池意外爆炸的问题。”斯坦福大学材料科学与工程教授鲍哲楠说：“我们设计的电池首次可在反复加热和冷却循环中关闭和重启，且性能不会受到影响。

普通锂离子电池由两个电极和有机电解液组成，电极之间是携带带电离子的液态或凝胶状的电解质。如果由于故障或者过度充电，导致温度到达150℃左右，电池就可能起火或发生爆炸，造成“杯具”。

为了解决这一问题，该研究团队将目光转向了纳米技术。在试验中，研究人员给表面有着纳米级尖状突起的微小镍粒子外包裹一层石墨烯，然后嵌入弹性聚乙烯薄膜，再使聚乙烯薄膜连接电池的一个电极。正常温度下，薄膜中的镍粒子相互碰触、连接，使薄膜导电，电池正常工作；而当发生热膨胀时，聚乙烯膜会拉伸，于是微粒之间就分开了，薄膜就不导电了，电流也中断了。



在实验中，电池达到70℃时，弹性聚乙烯薄膜像气球一样膨胀，令镍粒子分开，电池关闭；而当温度降至70℃以下，聚乙烯薄膜收缩，镍粒子重新连接，电池继续作用，他们甚至可以把温度调高或降低，这取决于嵌入了多少镍颗粒，以及选择什么样的聚合物材料。研究人员说，可以通过植入镍粒子数量或者选择高分子材料的种类来调节断电的温度高低，“比如，我们可以让电池在50℃或者100℃关闭。”

“与之前的方式相比，我们对电池的设计提供了一种兼具高性能和安全性的可靠、快速且可逆的策略。”该研究的合作者之一崔毅说，“这种策略具有非常好的应用前景。”

这项发明发表在《自然》杂志上，不仅仅会解决悬浮滑板的问题，而且能让所有锂电池驱动的设备避免过热的风险，包括智能手机，平板和笔记本。