據外媒報道，我國浙江農林大學（ZhejiangA&FUniversity）、華中科技大學（HUST）與斯坦福大學（StanfordUniversity）的一組研究人員為鋰離子電池研發(fā)了一種無粘結劑、靈活、獨立的電極，其中的硅含量達到了前所未有的92%。

（圖片來源：greencarcongress.com）

此種結構使鋰離子電池的電極比容量達到了超高的2700mAhg?1，具備良好的循環(huán)穩(wěn)定性，300次循環(huán)后，比容量大于2000mAhg?1，硅含量仍高達85%。而且實際商業(yè)水平容量達5.58mAhcm?2。

為了滿足下一代移動電子設備和電動汽車等關鍵應用的需求，研發(fā)重量更輕、容量更大、使用壽命更長的鋰離子電池（LIB）被認為是重要的戰(zhàn)略。而在理論上，硅的比容量達3579mAhg?1（Li15Si4），是非常有前景的陽極材料，可用于下一代鋰離子電池中，因而受到廣泛關注。

不過，由于在運行時硅的體積變化較大（>300%），而且導電性差，極大地限制了電極的穩(wěn)定性和動力學過程。事實上，為了保持電極的穩(wěn)定性，電池行業(yè)不得不在商用電池陽極中使用相對較少的硅（質量<15%）。硅含量如此之低，嚴重削弱了硅材料用于電極時的容量優(yōu)勢。

在此次研究中，研究人員研發(fā)了一種基于纖維素的拓補微漩渦結構，使電極中的硅含量達到了92%，這是前所未有的記錄，而且整個電極都無需粘結劑，研究人員還研究了該電極作為靈活、無粘結劑且獨立的陽極，用于鋰離子電池中。

在該硅CNT（碳納米管）碳微漩渦（Si@CNT/C-microscroll）設計中，碳涂層硅納米顆粒被固定在導電碳納米管上，隨后被放置在纖維素碳輥中，碳輥中有足夠的空隙讓硅體積膨脹，因而能夠讓高反應活性的硅得以均勻分散。