新型電極可增加鋰離子電池壽命

生活中有沒有一瞬間，你覺得科技落后的要命？！

是的，當我們拆開我們這個時代水平最高的消費級便攜式個人計算機之一ipad的時候，一種無力感席卷全身，中間那一大塊占據了整個機器絕大多數體積的黑色的東西有哪些？是電池！

當震動馬達都可以做到如此精密的時候，有哪些制約著電子產品朝著更加安全更加輕質的發展？是電池！

Ipad的電池與震動馬達的分明對比

為了替代傳統鋰離子電池，研究者注重開發循環性優異的新型鋰電池，發現當減小粒子尺寸和電極為納米結構時，在鋰化和脫鋰過程中即使體積應變大，電極仍可正常工作。也有研究者指出包覆類（核-殼）形貌電極材料在充放電循環過程中耗損程度低。但電極納米結構材料出現新問題：低體積容量（低振實密度），高電阻特性，從而增加了制造成本，且因副反應發生造成低庫侖效率。

針對以上問題，陽極復合材料能處理這些不足，以石墨烯為代表的基底復合型陽極材料，具有高導電性，高機械強度，與鋰活性成分連接能力強，鋰離子傳輸快等優勢，但缺點有以下幾個方面：1、總電容電勢存在局限性。2、合成技術昂貴。3、首次循環損耗大，循環效率低。

近期，國外的GurpreetSingh課題組從復合材料優點角度出發，合成了有序的、交織性的、自立式大面積陽極復合材料，其成分為SiOC和還原氧化石墨烯（rGO）。這種陽極材料比報道的Si/C納米管具有更高的體積容量，氧化還原石墨烯片作為SiOC顆粒的基底材料，兩者結合表現出高電子傳輸通道、高循環性、高電流密度、結構高度穩定等優勢。另外彌補了其他類型鋰離子電池的缺陷，首次循環充電容量高（702mAhg-1），穩定的充電比容量大（543mAhg-1），充電電流密度高（2400mAg-1），更值得關注的是，這種復合陽極材料具有優異的應變失效特性（超過2%），這比單純的類紙狀還原氧化石墨烯失效特性大。

硅和石墨烯具有較高的理論承載力是很好的鋰離子電池負極材料，但其能量密度低、效率低、穩定性差等問題限制了其實際使用。在這里我們報告一個由碳氧化硅玻璃顆粒嵌入到化學改性的石墨烯矩陣中組成的自立式陽極材料。簡化的多孔氧化石墨烯矩陣被用作高效的電子傳輸體，是穩定結構的集電器，它和非晶碳氧化硅共同使用能使鋰離子電池擁有高的庫倫效率。在1020次循環中，紙電極的能量密度達到588mAhg-1，而沒有出現機械故障的跡象。

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