随着充放电次数增加，电池中材料的性能日渐衰退，进而影响储电容量跟电荷传递，为此日本东京大学科学家提出新解决办法，运用全新“自修复”电极材料让电池自愈，或许能进一步延长电池使用寿命。
电池基本上是由一层层材料组成，结构分为阴阳两极、电解质与隔离膜，离子首先会从阴极出发，经过电解质与隔离膜最后抵达阳极。
只不过电池有其寿命，电池中的材料主要是透过微弱的凡得瓦力（Van der Waals force）聚集，以分子间正、负电荷的微小吸引力来稳固结构，但阴极材料在充放电过程中会不断膨胀与收缩，进而产生压力并影响凡得瓦力，使晶体结构出现失序的原子排列、出现叠差（stacking fault）状况，最终层状结构逐渐产生裂缝或是变薄，造成电池储电与充放电表现不尽理想。
对此，东京大学工学系教授山田淳夫（Atsuo Yamada）团队带来全新的解决方案，采用名为 Na2RuO3 的层状氧化物，让电池材料能自我修复，有望放慢电池的退化速度。
团队主要是以材料间的库伦引力（coulombic attraction）来控制稳定性，其中库伦引力跟凡得瓦力一样，也是正负电荷之间的吸引力，同号电荷相斥、异号相吸，影响效果则比凡得瓦力还要大。研究指出，当带正电荷的钠离子从材料中离开时，就会形成带负电荷的电洞，之后电洞会和材料中剩下的钠离子产生强烈的电吸引力，有助结构恢复原样。
该材料或许能缓解电极的退化情形，不过目前山田淳夫团队尚未实际测试新电池的寿命与性能，还需要再进一步研究与验证，山田淳夫表示，Na2RuO3 层状氧化物材料或许能延长电池的使用寿命，但也有可能达到反效果。
延长电池寿命一直都是科学家的目标，就好比先前美国联合科学团队透过抗腐蚀的高度氟化（fluorinated）电解质，除了可稳定腐蚀性材料的可逆反应、延长电池寿命，还具有防火功能，减缓锂电池易燃问题。
而东京大学也不是第一个想研发“自愈”电池的团队。美国史丹佛大学、美国能源部 SLAC 国家加速器实验室 2013 年曾开发出能自我疗伤的电极，团队在电极包覆一层有弹性的聚合物后，当电极在电池充放电过程中出现微小裂缝时，这层保护膜就可捆住电极，让缝隙自行修复。
由上述例子可以看出科学家一直以来都想高电池性能，盼未来可研制出使用寿命更长的电池，让人们不用再担心电池的健康程度，以及高昂的换电池费用。
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（首图来源：东京大学）
