盖世汽车讯 据外媒报道，萨里大学（University of Surrey）先进技术研究所（Advanced Technology Institute，ATI）的研究人员开发了一种新型电池设计，有望显著延长电动汽车的续航里程和便携式电子产品的使用寿命。在发表于期刊《ACS Applied Energy Materials》的一项研究中，研究人员介绍了一种新型锂离子电池阳极材料，该材料在硅-碳纳米管体系中实现了目前报道的最高储能容量之一，并且能够在数百次充放电循环后仍保持稳定性。

图片来源：期刊《ACS Applied Energy Materials》

从智能手机、可穿戴设备到电动汽车，锂离子电池为许多现代科技产品提供动力。石墨是最常用的阳极材料，虽然稳定性好，但储能容量有限。而硅的储能容量则大得多，但它在充电过程中会膨胀，导致电池开裂，并随着时间的推移而性能下降。

为了克服这一难题，研究团队开发了一种新型的“垂直集成硅-碳纳米管”（Vertically Integrated Silicon–Carbon Nanotube，VISiCNT）结构。该设计将密集的碳纳米管直接生长在铜箔上，并在其表面涂覆一层薄薄的硅，从而形成一种柔性导电支架，能够在吸收膨胀的同时保持其性能。

这种新型阳极材料具有极高的单位重量储能能力。实验室测试表明，其储能能力超过3500毫安时/克，接近硅材料的极限储能能力，远高于目前电池中使用的石墨材料（370毫安时/克）。此外，该材料在反复充放电循环中也展现出更优异的稳定性和性能。

萨里大学ATI研究员、该研究的主要作者Muhammad Ahmad博士表示：“电池创新势头强劲，因为当今许多技术都受限于电池的储能能力。我们的VISiCNT设计提供了一种切实可行的路径，既能利用硅的巨大储能能力，又不会牺牲循环寿命。这是一项急需的突破，它不仅提供了极高的容量、快速充电和长期耐用性，还让我们离能够一次充电为电动汽车和日常设备提供更长时间续航的电池更近了一步。”

这种新方法的关键优势在于，它采用可扩展的制造工艺，将碳纳米管直接生长在铜（商用电池的常用材料）上。这有望使该技术更容易集成到现有的工业生产线中。

ATI首席研究员兼主任Ravi Silva教授表示：“这项研究是朝着将碳纳米管-硅阳极从实验室推向实际生产的重要一步。我们可以快速地在铜箔上直接生长碳纳米管结构，并可对硅层进行优化以增强其稳定性，这意味着该方法可以以最小的干扰集成到现有的电池生产线中。这项技术不仅在电动汽车领域具有巨大潜力，在电网储能和微电子领域使用的小型电池方面也同样具有应用前景。继我们通过大学衍生公司Surrey NanoSystems Ltd.成功研发出世界上最黑的材料VANTA-Black之后，我们非常自豪地推出这项碳纳米管（CNT）技术，这充分展现了基础研究的实际应用价值。”

随着储能需求的增长，电池需要储存更多能量、充电速度更快、续航时间更长。VISiCNT设计为应对这些挑战提供了一条颇具前景的路径，并可能成为下一代电动汽车和手机的关键动力来源。