新型"类纸"材料强劲助力电动汽车电池

硅纳米纤维，仅为人类头发粗细的百分之一，它有可能将锂电池比能（即每单位重量的电池释放的能量）提高数倍。

扫描电子显微镜图像：(a)干燥后的二氧化硅纳米纤维，(b)在高放大倍数下的二氧化硅纳米纤维，(c)腐蚀后的硅纳米纤维，(d)在高放大倍数下的硅纳米纤维。

研究人员制备硅纳米纤维，仅为人类头发粗细的百分之一，在电动汽车和个人电子产品的电池方面有着潜在的应用价值。

来自加利福尼亚大学河滨分校伯恩斯工程学院的研究员已经为锂电池开发出一种像纸相同的新材料。它有可能将比能（即每单位重量的电池释放的能量）提高数倍。

这种类纸材料由像海绵相同的硅纳米纤维组成，它比人的头发细100倍，可用于电动汽车和个人电子产品的电池方面。

纳米纤维的制备重要利用一种电纺技术，即在转筒和喷嘴之间加20000-40000V之间的电压，由喷嘴发出原硅酸四乙酯(TEOS，一种常用语半导体行业的化合物)溶液。然后，将纳米纤维暴露在镁蒸汽中从而出现像海绵相同的硅纤维结构。

传统生产的锂电池阳极是用涂有石墨、导电添加剂和聚合物粘结剂形成的混合物的铜箔。但是，由于石墨的性能已经几乎消耗殆尽，研究人员正在尝试用其他材料，如硅，具有特定的性能，每单位重量的电池能出现高于石墨大约10倍的电荷。

硅的问题是有明显的体积膨胀，可迅速降低电池的性能。Ozkan实验室制备的硅纳米纤维的特殊结构中绕过了这个问题，使得电池可循环数百次使用，并且没有显著下降。

Favors："不再要金属电流收集器和惰性聚合物粘结剂而转向高比能的材料，如硅将大大提高电动汽车的功能范围。"