发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。 锂离子电池的主要构成（1）电池盖（2）正极----活性物质为氧化钴锂（3）隔膜----一种特殊的复合膜（4）负极----活性物质为碳（5）有机电解液（6）电池壳 锂离子电池的优越性能 我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。那么，锂离子电池究竟好在哪里呢？（1）工作电压高（2）比能量大（3）循环寿命长（4）自放电率低（5）无记忆效应（6）无污染
美国伊利诺伊大学(UniversityofIllinois；UI)的研究人员发现一种可将自愈技术应用在锂离子电池的方法，可望打造出可靠且更长效的电池。
研究人员开发出一种新的电池，电池的负电侧使用硅纳米颗粒复合材料，并以一种新颖的方式将复合材料结合在一起——这是含硅的电池固有的问题。
伊利诺伊大学材料科学与工程教授NancySottos以及航空工程教授ScottWhite带领研究团队进行这项研究，并在《先进能源材料》(AdvancedEnergyMaterials)期刊上发表相关研究报告。
美国伊利诺伊大学材料科学与工程教授NancySottos与航空工程教授ScottWhite带领研究团队，开发出可用于电池阳极的硅纳米颗粒复合材料，可望用于打造更可靠且长效的池（来源：UniversityofIllinois）
“对于自愈材料的研究来说，这项研究工作相当新，因为它能应用在储存能量的材料上，”White说，“这是一种完全不同类型的目标。除了恢复结构性能，还具有愈合储存能量的能力。”
为便携设备供电或电动车用的锂离子电池内部，带负电荷的电极或阳极通常是由石墨颗粒复合材料制造而成。这些电池的使用成效不错，但需要很长时间才能上电，而且随着时间的进展，充电持续时间就会变得无法和新电池时一样了。
Sottos说：“硅具有相当高的容量，而如此的高容量让你得以从电池中取得更多能源，不过，由于电池的周期及其自粉化作用，也会经历大量的膨胀过程。”
过去的研究发现，由纳米尺寸的硅颗粒制造成的电池阳极不太可能分解，而是存在其他问题。
White说：“电池持续地进行充放电，经过一次、二次、三次到最终容量损耗，这是因为硅颗粒开始脱离粘合剂。”
为了解决这个问题，研究团队藉由赋予其自行修复的能力，进一步完善了硅阳极。这种自愈现象是经由硅纳米颗粒和聚合物粘合剂之间连接的可逆化学键合而发生的。
“这种动态重新键合过程基本上是将硅颗粒和聚合物粘合剂保存在一起，大幅改善了电极的长期性能，”Sottos说。
研究人员针对未使用可逆化学键合的新电池进行测试，发现即使是经过400次充电周期后仍能保持80%的初始容量。
这些电池还具有更高的能量密度，这意味着它们比相同尺寸的石墨-阳极电池储存更多的电力。
“能量密度越高越好。另一个选择是增加更多的电池，但这也增加了许多重量，特别是电动车正面临这样的问题，”Sottos说。
研究人员表示，未来的研究将包括研究这种自愈技术如何与固态电池搭配运作。近来多起由于锂离子电池液体引发自燃甚至爆炸的意外，正敦促着科学家们朝此方向进行研究。
这项研究计划由美国能源部(DoE)科学、基础能源科学办公室资助的先进能源研究中心——电化学能源科学中心(CenterforElectrochemicalEnergyScience)赞助。
编译：SusanHong
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生活中，我们接触到的手机电池一般都是锂电池，锂电池是由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。随着科技的发展，锂电池可以主要分为锂金属电池和锂离子电池，那么这两者之间有什么区别呢？锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的，一般是使用锂合金金属作为正极材料，石墨作为负极，我们一般用的手机电池便是可充电放电的锂离子电池；而锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料，金属锂或锂合金金属作为负极材料，在其安全性、性价比、价格等方面要远远高于锂离子电池，并且由于制造锂金属电池的技术要求较高，现在世界上也仅仅有几个国家能生产锂金属电池。
随着科技的发展，手机、电脑在人们的生活中也起到了日益重要的作用，让人们根本停不下来，如果没有移动电源，手机几个小时就会提醒低电量了，而如何研发出一种电池在其使用寿命以及作用稳定的情况下也显得尤为重要了，而锂电池最先是启用于医疗的心脏起搏器中，后期在移动电话、笔记本、计算器等反面也应用广泛。而三星的note 7手机，在刚上市不久的时间里就一连串地发生爆炸事件是怎么回事呢？是因为电池的原因吗？锂电池为什么会发生爆炸呢？原因也会分为几种情况，如外界环境温度过高可能是导致爆炸的主要原因，另外，也可能由于电池内部的原因，如电池电解液本身的质量和性能问题、注液时注液量达不到工工艺的要求，或者在装配过程中激光焊接密封性能差侧漏时漏气等问题都可能会引起电池的爆炸。
但是在设计锂离子电池时，为了避免使用不当造成安全性降低，其本身内部也会设置有三重保护机构，首先，采用开关元件，当电池内部的温度升高时，阻值也会升高，温度过高的情况下会自动停止供电；其次，锂离子电池选择的隔板材料较好，当温度上升到一定值时，隔板上的微孔会自动溶解，阻止锂离子的通过，电池的内部反应停止；最后，锂离子电池顶部设置有放电孔，电池内压力过大时，安全阀会自动打开，用来保证电池使用的安全性。因此，在人们正确使用锂离子电池时，是相对比较安全的，但是，随着科技水平的提高，人们对锂离子电池的设计，以及使用材料等方面的不断升级，未来锂离子电池也会变得更加安全。
科学家研究发现，当人们从一块大晶圆上切下一小块的硅片的时候，往往会产生大量的碎屑，但是通常情况下，这些材料会被丢弃，浪费了一定的资源。据了解，外国科学家正进行一项研究，将这些碎屑收集起来，洗去杂质，比如说在切割过程中用到的一些冷却剂，将保留下来的硅屑制成大约15nm厚的粉末再裹上碳，可以做成锂离子电池的阳极。因为锂离子电池的阳极一般都是使用锂合金的金属氧化物，成本相对来说比较高，如果将硅屑大量回收，制作的规模进一步扩大，那么，锂离子电池阳极的成本也会变得比较廉价。但是，也会有人担心这种阳极材料做成的锂电池容量和安全性的问题，经科学家研究测试表明，这种锂电池的容量可以达到1200mAh/g，充电放电的过程也超过800次。相信在科学家的研究下，最终会为锂离子电池带来更高的稳定性和可靠性。
锂离子电池的高能量容量，使得从微型移动设备到大型卡车的各种产品都有了续航力。但目前的锂离子电池技术已经接近极限，目前正在寻找更好的锂电池。莱斯大学的科学家们的一项新技术能够发挥其潜力，那么它就能解决这个问题，并使锂金属电池能容纳三倍于锂离子电池的能量。
纳米管的低密度和高表面积允许锂金属在电池充电时均匀地覆盖碳混合材料。由于有足够的空间使粒子在电荷和放电周期中进出，它们最终被均匀分布。
根据这项研究，阳极材料的锂存储能力可以达到351毫安每克，这接近纯锂的理论最大值为每克3860毫安小时，是锂离子电池的10倍。由于纳米管的密度较低，这意味着它能够将所有的方法都涂到基体上，并且最大限度地利用可用的体积。
锂离子电池在手机等领域得到广泛应用，其正极材料主要使用的是钴酸锂（LiCoO2），负极材料则为石墨，但是由于钴是稀有金属，所以价格比较昂贵。
东京大学工学系教授水野哲孝率领的研究小组发现，在氧化锂和过氧化锂之间存在着交换氧的电子的氧化还原反应，如果正极反应利用氧化锂与过氧化锂之间的氧化还原反应，而负极反应使用金属锂的氧化还原反应，在同等重量的两电极活性材料（electrode active material）下，理论上新型电池的充电量将是锂离子电池的约7倍。由于不含有钴，所以新型电池能够实现轻量化并且降低成本。
不过在现阶段的实验室模式下，新型电池的充电量还只达到锂离子电池的约两倍左右。今后，研究小组准备与企业继续共同开发，弄清电极中过氧化物的状态以及钴的作用，进一步改良电极活性材料，从而达到理论容量，在2030年左右达到实用化。
