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編者按：比利時IMEC（微電子研究中心）研發(fā)了一種新型納米微粒材料有望使鋰電子電池性能提升10倍。

比利時IMEC（微電子研究中心）近日展示了一種新型納米微粒材料，這可能意味著其在可持續(xù)應(yīng)用領(lǐng)域的突破，由于其獨特的材料性能和易于制造的結(jié)合，它有希望被作為廣泛的(可持續(xù))工業(yè)應(yīng)用。比如，更高效的電池，更好的催化轉(zhuǎn)換器，燃料電池和氫氣的生產(chǎn)。 


納米線材料是一種多層水平連接的納米線的三維結(jié)構(gòu)，顯示出高度規(guī)則的內(nèi)部間隔和尺寸。因此，它結(jié)合了高孔隙度和前所未有的表面體積比。每增加一微米厚度，可用表面積便增加26倍！想象一下：當裝滿一小罐蘇打水的時候，它的表面積相當于一個足球場大小，但它的體積仍然有75%的空余。最重要的是，內(nèi)部和外部維度幾乎可以調(diào)優(yōu)到任何規(guī)范，從而使其潛在地兼容許多應(yīng)用程序需求。

許多工業(yè)過程建立在表面發(fā)生化學反應(yīng)的基礎(chǔ)上，可用的表面越多，同時發(fā)生的反應(yīng)就越多，這個過程的速度或吞吐量也就越高。這種獨特的材料可以通過廉價的陽極氧化和電鍍工藝制造，而模具是由鋁箔陽極氧化形成的，可以在其中沉積各種各樣的材料。將電池電極中的鋰轉(zhuǎn)化為鋰離子時，納米網(wǎng)材料可以實現(xiàn)大容量、快速充電，因為它的大表面結(jié)合了高孔隙率，具有高儲能材料的負載，同時它仍然作為一個納米薄膜與集電體緊密接觸。

與此同時，加拿大阿爾伯塔大學近日研究出新型的硅基鋰電池，將硅作為負極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨，與當前電池電芯產(chǎn)品相比，其充電容量（charge capacity）翻了10倍。這是因為與石墨相比，硅對于鋰離子的吸納量更大，但是也存在弊端，在多次充放電后，硅容易碎裂，因為其在吸收和釋放鋰離子后，自身會膨脹和收縮從而出現(xiàn)裂痕。為了提高硅的性能，通常將硅材料納米化和復(fù)合化，如此能夠防止斷裂，最大限度地提高電池的穩(wěn)定性和其他性能。相關(guān)人員表示，該技術(shù)如果用于電動汽車電池，其續(xù)航里程數(shù)或許能夠提高10倍。

由此可見，鋰離子電池的性能巔峰還在摸索之中，在各路電池爭奇斗艷之際，鋰離子電池唯有不斷突破技術(shù)難關(guān)，才能創(chuàng)造神話。

原標題：新型納米材料有望將鋰離子電池性能提高10倍 助力可持續(xù)發(fā)展