（圖源：Illinois官網(wǎng)）
鋰離子電池很容易出現(xiàn)內(nèi)部短路現(xiàn)象，造成電解液燃燒，發(fā)生爆炸和火災。據(jù)外媒報道，伊利諾伊大學（University of Illinois）的工程師，開發(fā)出一種固體聚合物電解質(zhì)，幫助制造商生產(chǎn)可循環(huán)、自我修復的商用電池。這種電解質(zhì)在受損后可以自我修復，而且可在不使用刺激性化學物質(zhì)或高溫情況下循環(huán)利用。
鋰離子電池經(jīng)過多次充放電循環(huán)后，會形成微小的鋰枝晶，使電池壽命縮短，出現(xiàn)熱點和短路。有時鋰枝晶還會變大，刺穿電池內(nèi)部，導致電極和電解液之間發(fā)生爆炸性的化學反應。
研究人員說，化學家和工程師們一直希望用陶瓷或聚合物等固體材料，取代鋰離子電池中的液體電解質(zhì)。然而，這些材料大多表現(xiàn)出剛性和脆性，導致電解液和電極接觸不良，降低電導率。研究人員之一、材料科學與工程研究生Brian Jing表示：“如果采用固體離子導電聚合物，作為非液體電解質(zhì)，在電池內(nèi)部的高溫環(huán)境中，大部分聚合物會被融化，再次導致枝晶生長，造成故障。”
在過去的研究中，人們使用交聯(lián)形成橡膠鋰導體的網(wǎng)狀聚合物鏈，來生產(chǎn)固體電解質(zhì)，以延緩枝晶生長。然而，這些材料結(jié)構(gòu)復雜，受損后無法恢復或愈合。
為了解決這一問題，研究人員開發(fā)了一種網(wǎng)狀聚合物電解質(zhì)，其交聯(lián)點可以進行交換反應，并交換聚合物鏈。研究人員表示，與線性聚合物相比，這些網(wǎng)狀物質(zhì)加熱后會變得更硬，使枝晶問題降到最低程度。而且，受損后易于分解，重新構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此可以循環(huán)利用，恢復導電性。Jing表示:“新型網(wǎng)狀聚合物的突出表現(xiàn)在于，在加熱過程中，其導電性和剛度會逐漸增強。這在常規(guī)聚合物電解質(zhì)中是看不到的。”
“大多數(shù)聚合物需要強酸和高溫才能分解，”主要研究人員、材料科學與工程教授Christopher Evans稱，“我們的材料可在室溫下溶于水，非常節(jié)能環(huán)保。”
研究人員檢測新材料導電性，認為其有潛力成為有效的電池電解質(zhì)。但是，想要達到與目前使用電解質(zhì)的同等性能，還有很長的路要走。Evans表示：“我們在聚合物中加入一種非常特殊的化學物質(zhì)和一種非常特殊的動態(tài)鍵。我們認為，這一組合可以重新調(diào)整，通過加入很多其他化學物質(zhì)，調(diào)整傳導性和機械性能。”
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史海拾趣
關(guān)于晶體管水位自動控制電路，網(wǎng)友們可能會提出多種問題，這些問題可能涉及電路的工作原理、設(shè)計細節(jié)、實際應用中的挑戰(zhàn)以及故障排除等方面。以下是一些可能的問題及相應的回答：
問題1: 晶體管水位自動控制電路的基本工作原理是什么？
回答: 晶體管水位自動控制電路通常利用浮子開關(guān)（或水位傳感器）來檢測水位的變化，當水位達到預設(shè)的上下限時，浮子開關(guān)會閉合或斷開，從而改變晶體管的導通狀態(tài)。晶體管作為開關(guān)元件，控制著繼電器（或其他負載）的通斷，進而控制水泵（或其他執(zhí)行機構(gòu)）的啟停，以實現(xiàn)水位的自動調(diào)節(jié)。
問題2: 如何設(shè)計電路以確保準確性和穩(wěn)定性？
回答: 設(shè)計時需要考慮多個因素，包括選擇合適的晶體管類型（如NPN或PNP型）、合適的電阻值以限制電流并保護晶體管、使用穩(wěn)定可靠的水位傳感器、以及設(shè)計合理的防抖動電路來避免誤操作。此外，還需進行充分的測試和調(diào)整，確保電路在不同水位和工況下都能準確、穩(wěn)定地工作。
問題3: 在實際應用中，如何避免誤報警或誤動作？
回答: 誤報警或誤動作通常是由于水位傳感器的誤判或電路的干擾引起的。為了避免這種情況，可以采取以下措施：一是選用高質(zhì)量、高靈敏度的水位傳感器；二是增加濾波電路，減少電路中的噪聲和干擾；三是設(shè)置合理的延時電路，避免由于水位短暫波動而引起的誤動作；四是定期對電路進行檢查和維護，確保各部件工作正常。
問題4: 如何調(diào)整電路的靈敏度以適應不同的水位控制需求？
回答: 電路的靈敏度可以通過調(diào)整電阻值、改變晶體管的型號或選擇不同特性的水位傳感器來實現(xiàn)。例如，增大電阻值可以減小電路的靈敏度，使得電路對水位變化的響應更加遲緩；反之，減小電阻值則可以提高電路的靈敏度。此外，也可以根據(jù)實際需求選擇不同精度的水位傳感器，以滿足不同的控制精度要求。
問題5: 如果電路出現(xiàn)故障，應該如何進行排查和修復？
回答: 當電路出現(xiàn)故障時，首先應檢查電源是否正常供電；然后檢查水位傳感器是否損壞或接觸不良；接著檢查晶體管、電阻等元件是否損壞或焊接不良；最后檢查電路連線是否正確無誤。在排查過程中，可以使用萬用表等工具進行電壓、電流等參數(shù)的測量和分析。一旦找到故障點，就可以根據(jù)具體情況進行修復或更換元件。
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