“對(duì)于一個(gè)需求充1小時(shí)電的手機(jī)電池，運(yùn)用這個(gè)電極有或許把充電時(shí)刻降到10分鐘內(nèi)，而電池容量并沒有減少多少，”他舉例說，“此前咱們或許聽說過相似快充，但一般伴隨的是能量密度（運(yùn)用時(shí)刻）的大幅降低。”

    鋰離子電池是現(xiàn)在最干流的電池類型，但其能量密度等功能被認(rèn)為已接近極限。過去10多年，學(xué)術(shù)界的許多研討會(huì)集在新的電極資料上，尤其是納米結(jié)構(gòu)電極資料。這些資料在實(shí)驗(yàn)中可輸出很高的能量或完成快充，但在商用器材中卻一向沒辦法達(dá)到抱負(fù)功能。

    石墨烯是從石墨資料中剝離出來，由碳原子組成的二維晶體，具有優(yōu)異的導(dǎo)電功能。這項(xiàng)研討運(yùn)用三維多孔石墨烯結(jié)構(gòu)，加上五氧化二鈮作為電極資料，較好地處理了相關(guān)技術(shù)難題，成功完成了較高電池容量和超快速充放電的組合。

    段鑲鋒說：“運(yùn)用相似原理，咱們正在把三維多孔石墨烯與高容量納米資料，如納米硅、硫等復(fù)合，若成功實(shí)施望在電池容量上完成3至5倍以上的改進(jìn)，進(jìn)一步添加手機(jī)待機(jī)時(shí)刻或電動(dòng)汽車的行進(jìn)間隔。”

    他說，雖然相關(guān)工作仍有許多細(xì)節(jié)需求完善，生產(chǎn)工藝也需進(jìn)一步優(yōu)化，但這“為完成高容量、高功率商用電池器材指出了一個(gè)切實(shí)可行的藍(lán)圖”。

    研討成果：

    對(duì)電池而言，電極資料對(duì)電荷貯存起直接作用，其他元器材對(duì)電池功能起到不可或缺的間接輔佐作用。電極容量和電極上負(fù)載的活性資料的質(zhì)量成正比，更高的負(fù)載量意味著更大的電荷貯存才能，同時(shí)也需求更快的電荷傳遞才能。

    納米結(jié)構(gòu)電極資料在高能量密度和高功率密度方面都表現(xiàn)出比傳統(tǒng)電極更大的優(yōu)勢(shì)，能夠有效進(jìn)步質(zhì)量比容量和比率放電才能。

    日常日子中許多產(chǎn)品離不開電池，但電池的充電速度和運(yùn)用時(shí)刻一直遭人詬病。美國華人科學(xué)家在最新一期美國《科學(xué)》雜志上陳述說，他們研發(fā)出一種多孔石墨烯復(fù)合電極技術(shù)，朝著研發(fā)充電速度快且續(xù)航才能強(qiáng)的電池邁近重要一步。

    美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒教授對(duì)新華社記者說，充電快慢由功率密度決議，運(yùn)用時(shí)刻長(zhǎng)短由能量密度決議，但對(duì)于現(xiàn)在大部分電池，進(jìn)步功率密度與進(jìn)步能量密度一般相互沖突。而以多孔石墨烯為三維框架結(jié)構(gòu)、表面均勻生長(zhǎng)納米顆粒五氧化二鈮的方法制成的復(fù)合電極，能同時(shí)完成充電快和運(yùn)用時(shí)刻長(zhǎng)這兩個(gè)目標(biāo)。