由Ashok Kumar Nanjundan教授领导的南昆士兰大学（UniSQ）新研究项目，重点在于开发能够修复因反复充放电而造成的微观损伤的电池。
可充电电池在使用过程中性能会逐渐下降，反复充放电产生的机械应力会导致微观裂纹、电接触失效以及电极性能劣化。
当开发出更厚的电极以存储更多能量时，这一挑战将变得更加严峻。
Nanjundan教授的研究旨在开发自愈型钠离子电池电极，使其能够应对运行过程中的机械损伤，并更长时间地保持其结构和性能。
“每块可充电电池在使用过程中都会逐渐老化，但我们的研究提出了一个简单的问题：如果电池电极能够自行修复这种损伤，会怎样？”Nanjundan教授说道。
该研究已通过澳大利亚研究理事会（ARC）的“未来研究员计划”获得130万美元资助。研究将结合经过特殊设计的、富含缺陷的石墨烯与动态聚合物网络，以制造出能够自我修复的电池电极。
石墨烯将为电子提供高导电性的传输路径，同时帮助研究人员设计电极内部的界面结构。与此同时，动态聚合物网络将被设计成在裂缝和其他缺陷出现时，能够重新连接受损区域。
“与其让损伤在数百个充放电循环中逐渐累积，我们更希望设计出能够重新连接受损区域并恢复接触的材料，”Nanjundan教授说道。
该研究将聚焦于钠离子电池——这项新兴技术有望在包括固定式储能等应用领域与锂离子电池互补，而在这些领域，成本、使用寿命、可持续性以及供应链韧性往往至关重要。该技术对锂离子电池电极的研发也将大有裨益。
钠资源丰富且易于获取，为储能技术提供了更可持续、更多元化的材料来源。
Nanjundan教授表示，随着澳大利亚可再生能源用电量的增加以及对可靠且经济实惠的储能需求不断增长，这项研究具有特别重要的意义。
“我们的研究致力于解决将有前景的实验室材料转化为实用电池过程中的一项重要挑战——开发能够储存有效能量且不会快速退化的厚型高负载电极，”他说。
该项目还将研究厚型无溶剂电极，将基础材料研究与先进电池制造中的技术挑战相结合。
这项研究基于Nanjundan教授十多年来在石墨烯和功能性纳米材料、先进电极材料以及包括钠离子电池在内的下一代储能技术领域的研究成果。
“‘未来研究员计划’将这些不同的研究方向整合在一起，围绕‘自愈型电池电极’这一概念开辟了新的研究方向，”他说。
“我的愿景是，从仅仅能够容忍损坏的电池，转向能够主动修复损坏的电池。
“如果我们能够理解并控制这一过程，就能制造出使用寿命更长的电池，同时减少废弃物，使储能更加可持续。”
该研究还将增强澳大利亚在下一代电池科学和环境可持续制造方面的能力，同时支持在先进储能材料领域的国内和国际合作。
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