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6月25日，美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳团队在《Nature Communication》发文，通过将超薄箔加热器和微型开关集成到电池单元的分层结构中，提出了一种芯片内电池，以利用电池内致动和热生开关与热吸收电池材料之间的相互热管理。
电化学电池对车辆电气化和可再生能源储存至关重要，但因其始终存在反应界面，需要在功率、能量、寿命和安全性之间进行妥协。研究团队提出了一种内部致动自加热电池（iSHB）结构，在这种结构中，场效应晶体管和超薄加热器在结构上和热学上被安装到电池的逐层结构中。与传统结构相比，iSHB结构在空间、制造和成本方面实现了极大的简化。此外，通过将场效应管开关置于电池内部，自然而然地实现了微电子和电池材料的相互冷却和加热需求，从而将所有热量都控制在电池外壳内，并利用电池材料进行散热，而无需笨重的ACT端子和巨大的散热器。场效应晶体管的发热量和电池的吸热能力比较结果表明，后者比前者高出一个数量级，将它们配对使用有利于实现零热集成。iSHB结构具备储能、发电和控制电池内部温度等功能，能够根据需要通过无电流的有线电压源或无线信号对内部状态进行自我调节，从而调节其电极－电解质界面的性能。研究人员预计iSHB结构将在两个领域取得突破性进展：一是同时实现电动汽车电池的高温稳定性/安全性和低温功率，二是显著提高所有固态锂金属电池在高温（如60℃—90℃）下工作的时间和循环寿命。
来源：颠覆性技术中心供稿
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