單壁碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或?qū)⒀娱L(zhǎng)鋰電池使用壽命

    據(jù)外媒報(bào)道，在反復(fù)充放電后，鋰電池材料周邊會(huì)形成一個(gè)非活躍層（inactive layer），影響電池的性能。為此，一直化學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)研究出新方法，防止鋰電池陽極材料分解。

    該團(tuán)隊(duì)由喬治亞理工大學(xué)（Georgia Tech）的Elsa Reichmanis及紐約州立大學(xué)石溪分校（Stony Brook University）的Amy C. Marschilok牽頭，制作了單壁碳納米管（single-walled carbon nanotube，SWNT）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可利用PPBT（poly[3-(potassium-4-butanoate) thiophene]）將SWNT固定在電池材料上。

    PPBT的羧酸根基團(tuán)（carboxylate groups）可與電池材料的極曲面（polar surface）相配合，噻吩骨干（thiophene backbone）可利用π-鍵合（π-bonding）與SWNT發(fā)生接觸，電子可在SWNT-PPBT網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)流動(dòng)。電池材料周邊的納米管網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，可供鋰離子在電池材料中移動(dòng)，還能防止電池材料膨脹。

    該系統(tǒng)可與兩類電池陽極材料搭配——磁性納米顆粒物（magnetite nanoparticles）及硅納米顆粒物（silicon nanoparticles）。

    伊利諾伊大學(xué)香檳分校（University of Illinois, Urbana-Champaign）的聚合物及電子材料專家Paul V. Braun指出，該項(xiàng)研究證明新方法可實(shí)現(xiàn)電池性能最大化，需要對(duì)該款電池電極進(jìn)行全盤的整體設(shè)計(jì)，考慮鋰離子及電子的傳導(dǎo)性、活動(dòng)空間及特定的化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)因素。

    Reichmanis表示，該方法對(duì)電池技術(shù)研發(fā)起到了助推作用，在部件制造時(shí)需確保材料的均勻性及可靠性。