比利時(shí)IMEC（微電子研究中心）近日展示了一種新型納米微粒材料，這可能意味著其在可持續(xù)應(yīng)用領(lǐng)域的突破，由于其獨(dú)特的材料性能和易于制造的結(jié)合，它有希望被作為廣泛的(可持續(xù))工業(yè)應(yīng)用。比如，更高效的電池，更好的催化轉(zhuǎn)換器，燃料電池和氫氣的生產(chǎn)。

納米線材料是一種多層水平連接的納米線的三維結(jié)構(gòu)，顯示出高度規(guī)則的內(nèi)部間隔和尺寸。因此，它結(jié)合了高孔隙度和前所未有的表面體積比。每增加一微米厚度，可用表面積便增加26倍！想象一下：當(dāng)裝滿一小罐蘇打水的時(shí)候，它的表面積相當(dāng)于一個(gè)足球場(chǎng)大小，但它的體積仍然有75%的空余。最重要的是，內(nèi)部和外部維度幾乎可以調(diào)優(yōu)到任何規(guī)范，從而使其潛在地兼容許多應(yīng)用程序需求。

三維印象的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

許多工業(yè)過程建立在表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上，可用的表面越多，同時(shí)發(fā)生的反應(yīng)就越多，這個(gè)過程的速度或吞吐量也就越高。這種獨(dú)特的材料可以通過廉價(jià)的陽極氧化和電鍍工藝制造，而模具是由鋁箔陽極氧化形成的，可以在其中沉積各種各樣的材料。將電池電極中的鋰轉(zhuǎn)化為鋰離子時(shí)，納米網(wǎng)材料可以實(shí)現(xiàn)大容量、快速充電，因?yàn)樗拇蟊砻娼Y(jié)合了高孔隙率，具有高儲(chǔ)能材料的負(fù)載，同時(shí)它仍然作為一個(gè)納米薄膜與集電體緊密接觸。

掃描電鏡圖像顯示出高度規(guī)則的結(jié)構(gòu)

與此同時(shí)，加拿大阿爾伯塔大學(xué)近日研究出新型的硅基鋰電池，將硅作為負(fù)極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨，與當(dāng)前電池電芯產(chǎn)品相比，其充電容量（charge capacity）翻了10倍。這是因?yàn)榕c石墨相比，硅對(duì)于鋰離子的吸納量更大，但是也存在弊端，在多次充放電后，硅容易碎裂，因?yàn)槠湓谖蘸歪尫配囯x子后，自身會(huì)膨脹和收縮從而出現(xiàn)裂痕。為了提高硅的性能，通常將硅材料納米化和復(fù)合化，如此能夠防止斷裂，最大限度地提高電池的穩(wěn)定性和其他性能。相關(guān)人員表示，該技術(shù)如果用于電動(dòng)汽車電池，其續(xù)航里程數(shù)或許能夠提高10倍。

由此可見，鋰離子電池的性能巔峰還在摸索之中，在各路電池爭(zhēng)奇斗艷之際，鋰離子電池唯有不斷突破技術(shù)難關(guān)，才能創(chuàng)造神話。