美研製新穎結構電極：電池充電縮短至十 - 電池

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美研製新穎結構電極：電池充電縮短至十分鐘

鉅亨網新聞中心　(來源：北美新浪)　2014-06-19 10:43

新浪科技訊 北京時間6月19日消息，據國外媒體報導，美國加州大學河濱分校伯恩斯工程
學院科研人員近日研製出一種用硅材料裝飾的錐形碳納米管立體整合結構，用於鋰離子電
池電極之上，該結構可以將攜帶型電子設備的充電時間從數小時縮短到十分鐘之內。

鋰離子電池是一種用於攜帶型電子設備或電動交通工具之上的可充電電池。但是，這種電
池目前仍然存在一些問題。電動交通工具所攜帶的電池的重量往往占了整個車身重量的很
大比例，而攜帶型電子設備上的電池大小也很難再進一步縮減。而硅是一種優質的電極材
料，引起了人們的更多關注，因為這種材料的電極總充電容量比基於商業石墨的鋰離子電
池電極要高10倍以上。如果用硅材料電極代替常用的石墨電極，可能將電池總容量提高
63%左右，而且電池大小會更小，重量會輕40%左右。

美國加州大學河濱分校伯恩斯工程學院研究人員近日在《Small》雜誌之上發表最新研究
成果，詳細介紹了鋰離子電池電極的硅材料裝飾錐形碳納米管立體整合結構，以及該結構
的化學蒸鍍和感應耦合等離子體處理等研製過程。經測試，基於這種新穎結構的鋰離子電
池具有較高的可逆容量和良好的周波穩定性，而這種結構即使在較高的充電放電速率下，
也表現出優異的電氣穩定性和不可逆性，充電速度几乎比傳統的石墨電極要快近16倍。

研究人員認為，這種結構的電極充電放電的速度超快主要有兩個原因。第一個原因是，銅
箔覆蓋的石墨烯與碳納米管的無縫連接提高了材料的活性，可以在電極系統中促進充電過
程和熱量傳導。第二個原因是，錐形結構可以為電解液快速進入電極提供了貫通渠道，這
樣就可以提高充電效率和性能。(彬彬)

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