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在邁向全新的鋰離子電池設計道路上，利用石墨烯材料正成為一項新的選擇。例如，SiNode Systems利用石墨烯材料打造出高容量、高性能鋰離子電池的陽(yáng)極部份。最近，美國萊斯大學(xué)(Rice University)的研究人員們也利用石墨烯進(jìn)行實(shí)驗，透過(guò)石墨烯納米帶(GNR)的形式來(lái)實(shí)現類(lèi)似的效應。 萊斯大學(xué)研究人員的團隊──包括化學(xué)、工程與電腦科學(xué)教授James Tour，以及博士后研究Jian Lin──成功地經(jīng)由GNR與氧化錫材料創(chuàng )造出經(jīng)概念驗證的電池陽(yáng)極，可提供較一般電池陽(yáng)極更高容量。一般鋰離子電池陽(yáng)極或電池中儲存鋰離子的部份主要是由氧化钖與石墨烯制造的。 
萊斯大學(xué)的研究人員們開(kāi)發(fā)出一種能夠拉開(kāi)碳納米管并使其成為石墨烯帶(GNR)的新技術(shù)，而為鋰離子電池創(chuàng )造出更高容量的陽(yáng)極。(來(lái)源：萊斯大學(xué)) 研究人員們表示，經(jīng)過(guò)50次的充放電周期，研究團隊制作的測試陽(yáng)極仍保有較現有鋰離子電池陽(yáng)極中石墨烯更高兩倍的容量。這大幅延長(cháng)了電池的使用壽命，并為各種電子設備與電動(dòng)汽車(chē)中采用同類(lèi)型電池設計的多種商業(yè)應用而鋪路。 萊斯大學(xué)的研究團隊們表示，他們早在2009年就開(kāi)發(fā)出可透過(guò)“拉開(kāi)”碳納米管而制作出GNR的新技術(shù)，最近才找到如何大規模制造GNR而使鋰離子電池更具效率的方法。Jian Lin表示：“高導電的GNR具有高深寬比，能夠提高氧化钖納米結構的鋰離子儲存能力�！� James Tour進(jìn)一步解釋?zhuān)琂ian Lin所謂的這種“高深寬比”改善了電池活性材料的導電性能，從而提高電池電荷離子的流動(dòng)�！巴高^(guò)電池活性材料的特性，石墨烯納米帶實(shí)現了高導電性──這是沒(méi)法經(jīng)由薄層石墨烯而實(shí)現的。由于采用了石墨烯納米帶，就不至于像薄層石墨烯一樣在充放電期間混淆鋰離子的流動(dòng)進(jìn)出�！� 相較于目前的鋰離子電池，這種方法不僅延長(cháng)電池壽命，還提高了電池儲存容量或總輸出功率，James Tour強調。 事實(shí)上，針對必須不斷充電而且會(huì )隨著(zhù)時(shí)間流逝而降解的鋰離子電池，科學(xué)家們正積極尋找各種能延長(cháng)電池壽命的方式。Jian Lin強調，在電池設計中加進(jìn)新材料是一個(gè)重要的方法，這也是他們目前正在嘗試的，“最近鋰離子電池的研究開(kāi)始蓬勃發(fā)展，尋找各種不同的材料正成為學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)的主要關(guān)注重點(diǎn)�！� 雖然采用GNR的電池生產(chǎn)成本低廉，但如果要成為下一代鋰離子電池，還必須找到一種能夠大規模生產(chǎn)以降低成本的方式。因此，萊斯大學(xué)研究團隊持續透過(guò)改變金屬氧化物納米結構，以擴展對于GNR復合材料的各種研究，同時(shí)，這也將進(jìn)一步提升了鋰離子電池的陽(yáng)極和陰極性能。 至于這種電池何時(shí)能準備好商用化上市，目前還沒(méi)有具體的時(shí)間表，但Jian Lin認為，針對新式鋰離子電池設計進(jìn)行長(cháng)期的投資，總有一天將使社會(huì )大眾受益。 |
