锂合金石墨烯千层饼开启锂电新时代永恒

委内瑞拉总统尼古拉斯?马杜罗和英国首相卡梅伦均在2013年开了微博 市面上常用的锂离子电池以石墨为负极，如果换成锂金属，其容量可增加10倍。然而锂金属太活泼，遇水易燃，生长枝晶会使电池短路，存在很大的安全隐患，距离真正应用还十分遥远。13日，美国斯坦福大学材料科学与工程系教授崔屹说起10日发表在《自然纳米技术》杂志上的成果时指出，科学家一直在寻找容量高、安全性能好的电池电极替代品。近日，他们课题组研发出一种锂合金/石墨烯箔片负极，该负极的容量接近锂金属的理论体积容量，且具有优异的安全特性。　　论文共同第一作者、斯坦福大学博士生赵婕告诉科技，将紧密堆积的锂合金纳米粒子包裹在大片的石墨烯片层中，可制备出锂合金/石墨烯千层饼。由于锂合金本身即是体积最大的状态，且被局限在导电性高、化学稳定性好的石墨烯饼中，避免了合金负极的体积膨胀和锂金属负极的枝晶生长问题。该千层饼还可与高容量硫正极组装成高效、稳定、寿命长的电池，大大增加电池的能量密度和安全性能。

论文共同第一作者、斯坦福大学博士后周光敏进一步指出，锂金属负极在空气中非常不稳定，已报道的各种包裹策略并不能彻底解决这个问题。而在这种千层饼结构中层层叠叠的大片石墨烯紧密包裹住活泼的锂合金，起到了疏水和隔气的作用，使得该富锂负极具有良好的空气稳定性。

崔屹表示，凭借其高容量、优异的循环性能和安全特性，该锂合金/石墨烯箔片不仅在传统的锂离子电池中有应用前景，而且有望作为锂金属负极替代者应用于下一代锂/空气、锂/硫电池中。