鋰離子電池仿生技術(shù)分析

我們知道，人類所有的靈感都是大自然的饋贈(zèng)，開發(fā)最新技術(shù)的靈感來自大自然：為能更快地為鋰離子電池的多孔電極灌注液體電解質(zhì)，德國卡爾斯魯爾技術(shù)研究院(KIT)的科學(xué)家利用一種與樹木傳輸水分相仿的物理化學(xué)效應(yīng)，開發(fā)出了能大幅度縮短時(shí)間、降低生產(chǎn)成本的新技術(shù)。

現(xiàn)代電池內(nèi)部的電極如海綿般呈多孔狀，與家用海綿不同的是，其孔徑為微米尺度。因而電池具有很大的表層，為充電與放電的化學(xué)過程提供空間。具備了這個(gè)前提，才能為電動(dòng)汽車開發(fā)出行程遠(yuǎn)、充電快的電池。

只是要優(yōu)化功能，還必須使全部電極孔充滿電解質(zhì)。液體電解質(zhì)為傳輸介質(zhì)，帶電離子依靠它在電池內(nèi)的正、負(fù)極之間流動(dòng)。沒有電解液，電池內(nèi)就沒有負(fù)載平衡，外部也就不會(huì)出現(xiàn)電流。然而目前所有用于汽車工業(yè)的高能量電池，其電解液對電極表層的濕潤性都很差。為使電解液盡可能滲入所有孔隙，以便最大限度地提高電池性能，電池生產(chǎn)廠家至今需要耗費(fèi)很多時(shí)間和成本：利用昂貴而費(fèi)時(shí)的真空與低溫保存工藝，來迫使液體進(jìn)入電極材料。

而使用新研發(fā)的工藝，可大大縮短生產(chǎn)時(shí)間，從原先需要的幾小時(shí)縮至幾分鐘。為達(dá)到這個(gè)驚人的效果，德國科學(xué)家在一定程度上模仿了自然現(xiàn)象，利用機(jī)械化工技術(shù)改造電極，使其能像大樹吸收水分那樣有效吸取電解液，如此電解液便能迅速充盈全部表層，甚至能顯著改善相關(guān)電池的性能。科學(xué)家憑借對電極的創(chuàng)新改造，實(shí)現(xiàn)了大幅度縮短鋰離子電池灌注電解液生產(chǎn)時(shí)間并降低生產(chǎn)成本的研發(fā)目標(biāo)。