根據(jù)最新消息，美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出了利用硅海綿來代替鋰電池內(nèi)部石墨的技術(shù)。通過該技術(shù)可以使電池性能更強(qiáng)大而且循環(huán)壽命更長(zhǎng)，從而促進(jìn)鋰電池更廣泛地應(yīng)用到商用電子設(shè)備及電動(dòng)車上。目前，這一成果已經(jīng)發(fā)表于美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)本月出版的《材料化學(xué)》雜志上。
    據(jù)了解，該成果由美國(guó)萊斯大學(xué)和洛克希德—馬丁公司聯(lián)合研發(fā)。為了進(jìn)一步提高鋰電池相關(guān)性能。研究團(tuán)隊(duì)于幾年前就開始對(duì)鋰電池相關(guān)原材料進(jìn)行了研究。研究人員發(fā)現(xiàn)，多孔硅由于吸收鋰的能力是石墨的10倍，可以代替石墨作為鋰電池內(nèi)的陽極。2010年，研究團(tuán)隊(duì)就發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硅海棉擁有1微米寬、12微米深的小孔時(shí)，就具備了在電池領(lǐng)域應(yīng)用的潛力。但是由于當(dāng)時(shí)固體硅基座無法吸收鋰，技術(shù)仍然有待改進(jìn)。
    通過進(jìn)一步的研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)用來制造硅海棉小孔的電化學(xué)蝕刻過程能將海綿同基座分開，從而使基座能夠重復(fù)使用，制造出更多的硅海綿。由于硅海綿從硅晶圓上提取出來后，上、下都是打開著的，研究人員將其浸入一個(gè)導(dǎo)電的聚合物黏結(jié)劑聚丙烯腈（PAN）內(nèi)，從而大大增強(qiáng)了其導(dǎo)電性。
    導(dǎo)電性增強(qiáng)的硅海綿其實(shí)就是一塊堅(jiān)硬的薄膜，薄膜通過依附到一個(gè)集電器中并放到電池結(jié)構(gòu)內(nèi)，可使所制成的鋰離子電池放電能力高達(dá)每克1260毫安時(shí)，從而使其使用壽命更長(zhǎng)。研究人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電池如果沒有使用薄膜，在首次放電后電池容量就會(huì)隨著放電的次數(shù)逐步遞減。而用上經(jīng)過處理的硅海綿薄膜后，電池在4次循環(huán)后即開始增加放電容量，多孔硅表現(xiàn)得更加明顯，經(jīng)過20次循環(huán)后，電池的放電容量仍然完好無損。
    研究的主導(dǎo)人員斯巴尼•利薩-比斯沃爾教授和科學(xué)家曼都瑞•薩克爾指出，采用他們的新技術(shù)，能將比自身重4倍的物體存儲(chǔ)在鋰中。目前，科學(xué)家正在研究有望能大大增加充放電循環(huán)次數(shù)的技術(shù)，已研發(fā)出壽命更長(zhǎng)的充電電池。