手機, 筆記型電腦等如何更輕更薄, 電動汽車如何擁有更長續航裡程的電量……天津大學楊全紅研究團隊創新提出 '硫模板法' , 通過對高體積能量密度鋰離子電池負極材料設計, 最終完成石墨烯對活性顆粒包裹的 '量體裁衣' . 藉助這一技術, 未來鋰離子電池有望進一步 '瘦身' , 變得更輕薄耐用. 最新一期《自然通訊》也線上發表了該研究成果.
用戶便攜性需求的提高以及使用空間的限制要求當今鋰離子電池具備高的體積能量密度. 納米技術可以使電池 '更輕' , 但由於納米材料較低的密度, '更小' 成為橫亙在儲能領域科研工作者面前的一道難題. 碳納米材料構建的碳籠結構被認為是解決錫, 矽等非碳負極材料嵌鋰時巨大體積膨脹問題的主要手段, 對碳籠結構的精確定製是新型高性能負極材料產業化必由之路.
楊全紅教授研究團隊基於石墨烯界面組裝, 發明了對緻密多孔碳籠精確定製的硫模板技術, 利用石墨烯凝膠的毛細蒸發緻密化策略, 成功解決了碳材料高密度和孔隙率 '魚和熊掌不可兼得' 的瓶頸問題, 成功得到了高密度的多孔碳材料. 這種基於石墨烯組裝的碳籠結構 '量體裁衣' 的設計思想可以拓展為普適化的下一代高能鋰離子電池和鋰硫電池, 鋰空氣電池等電極材料的構建策略, 從而使儲能電池有望實現 '小體積' '高容量' .
