中(zhōng)國儲能網訊：近日，中(zhōng)國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家（聯合）實驗室在前期制備出具有三維連通網絡結構石墨烯泡沫的基礎上，利用該材料作爲高導電(diàn)的柔性集流體(tǐ)，設計并制備出可快速充放(fàng)電(diàn)的柔性锂離(lí)子電(diàn)池。相關研究成果日前在線發表于美國《國家科學院院刊》。
輕薄化和柔性化是便攜式電(diàn)子産品的重要發展趨勢，而儲能器件是便攜式電(diàn)子産品的核心部件，因此，能否開(kāi)發出高性能柔性儲能器件，如柔性锂離(lí)子電(diàn)池，是柔性電(diàn)子産品廣泛應用的關鍵問題之一(yī)。研究發現，石墨烯的高導電(diàn)性和良好的柔韌性，是柔性儲能器件的理想候選材料之一(yī)。
該實驗室研究人員(yuán)将三維連通的石墨烯網絡作爲集流體(tǐ)，取代了電(diàn)池中(zhōng)常用的金屬集流體(tǐ)，并通過發展的原位水熱合成方法，在石墨烯三維連通網絡結構上直接生(shēng)長活性物(wù)質，如磷酸鐵锂和钛酸锂，成功地在不使用粘結劑和導電(diàn)添加劑的情況下(xià)，實現活性物(wù)質和石墨烯集流體(tǐ)的良好接觸，促進了電(diàn)子的傳輸并提高了彎折時電(diàn)極材料的穩定性。
最終，研究人員(yuán)将磷酸鐵锂/石墨烯和钛酸锂/石墨烯複合材料分(fēn)别作爲正負極，采用柔性矽膠爲封裝體(tǐ)，組裝了具有很好柔性的锂離(lí)子全電(diàn)池。實驗顯示，該柔性锂離(lí)子電(diàn)池在彎曲時，其充放(fàng)電(diàn)特性保持不變，并可在6分(fēn)鍾内完成充電(diàn)（達到初始容量的90%），在100次循環之後容量保持率爲96%。
業内專家認爲，該研究爲高性能柔性锂離(lí)子電(diàn)池的設計和制備提出了一(yī)種新思路。這種可快速充電(diàn)的柔性锂離(lí)子電(diàn)池的制備工(gōng)藝簡單，具有潛在的實際應用價值。
該研究得到了國家自然科學基金委、科技部和中(zhōng)科院有關項目的資(zī)助。
