受石榴启发,美国科学家开发出一种硅纳米颗粒和碳制成的新型电极,成功破解了此前锂离子电池中的硅电极容易破裂的难题。相关研究发表在2月17日出版的《自然·纳米技术》杂志上。

  电极是电池的关键部件,有阳极和阴极之分。此前就有研究表明,硅阳极具有极好的性能,用其制成的锂离子电池能比目前广泛使用的石墨阳极多存储10倍以上的电能。但其最大的缺点是不可持续性:这种电极在充电过程中极易发生膨胀甚至破裂,硅在脱落后还会与电池中的电解质发生化学反应形成一种泥状物质,降低电池性能和使用寿命。

  新研究中,美国斯坦福大学和美国能源部下属SLAC国家加速器实验室副教授崔毅(音译)和他的研究小组,利用硅纳米线和纳米颗粒成功解决了这个问题。通过一种在石油、油漆以及化妆品生产中常用的微乳液技术,研究人员把硅纳米颗粒像石榴子一样用碳包裹了起来,不但为每个硅纳米颗粒穿上了一件“碳衣”,还为每一组硅纳米颗粒盖上了一层“碳被”。