科技日報東京5月26日電 （記者陳超）日本東北大學(xué)和東京大學(xué)的一個聯(lián)合研究小組首次用家用防蟲劑原料——大環(huán)狀有機(jī)分子萘，開發(fā)出一種全固體鋰離子電池的負(fù)電極材料。用這種新材料（CNAP）制成的負(fù)極電容量比石墨電極高兩倍，且經(jīng)過65次沖放電后仍能保持原來的大容量狀態(tài)。
可充電鋰離子電池已成為生活中不可缺少的儲能技術(shù)，手機(jī)、筆記本電腦、電動汽車等都離不開鋰離子電池。目前，在各種充電電池中，鋰離子電池能夠提供的電容量最大。由于市場需求巨大，各國研究者爭相開發(fā)鋰離子電池的基礎(chǔ)材料，而負(fù)電極材料尤其受到重視。
石墨以其重量輕、容量大的特點，成為負(fù)電極材料的首選。最近，以石墨烯和碳納米管為代表的納米碳新材料的出現(xiàn)，使負(fù)電極碳素材料的電容量擴(kuò)容了2倍至3倍。但納米碳是各種結(jié)構(gòu)體的混合物，科學(xué)家目前還沒弄清其實現(xiàn)大容量化的原理，這成為制約納米碳負(fù)電極發(fā)展的障礙。
聯(lián)合研究小組開發(fā)出的CNAP，是通過在分子中央部分開納米級小孔，使大環(huán)狀有機(jī)分子成為鋰離子電池的大容量電極材料。目前尚沒有使用大環(huán)狀有機(jī)分子作為鋰離子電池負(fù)極的先例。研究小組還發(fā)現(xiàn)，制作大容量鋰電池的秘密在于分子材料內(nèi)加工的細(xì)孔，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，研究人員使原本用來作防蟲劑的萘經(jīng)化學(xué)處理后轉(zhuǎn)換為大容量電池材料。
該研究成果是日本“元素戰(zhàn)略”的一環(huán)，得到了很高評價。研究小組今后將對各種碳材料的原子、分子進(jìn)行精密設(shè)計，以開發(fā)出更好的材料。該研究成果刊載在國際學(xué)術(shù)雜志《小》（《Small》）上。
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