技術特征：

• 豆莢結構
• 使用氧化鈷納米顆粒和納米碳纖維複合材料
• 顯著提升鋰離子電池的電池容量和儲電能力

應用範圍：

• 鋰離子電池領域

鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)是(shi)目(mu)前(qian)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)中(zhong)使(shi)用(yong)最(zui)為(wei)廣(guang)泛(fan)的(de)一(yi)種(zhong)電(dian)池(chi)，但(dan)多(duo)種(zhong)原(yuan)因(yin)導(dao)致(zhi)其(qi)存(cun)在(zai)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)短(duan)這(zhe)一(yi)缺(que)點(dian)，其(qi)中(zhong)電(dian)極(ji)退(tui)化(hua)問(wen)題(ti)最(zui)讓(rang)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)苦(ku)惱(nao)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)不(bu)斷(duan)的(de)放(fang)電(dian)和(he)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)池(chi)中(zhong)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)會(hui)反(fan)複(fu)與(yu)金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，長(chang)期(qi)積(ji)累(lei)下(xia)來(lai)就(jiu)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)極(ji)的(de)逐(zhu)步(bu)退(tui)化(hua)，最(zui)終(zhong)對(dui)電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)造(zao)成(cheng)不(bu)可(ke)挽(wan)回(hui)的(de)影(ying)響(xiang)。

據報道，新加坡A-STAR研究院化學工程研究所的科學家們日前研發出一種可減少電極退化的新技術，進而可延長鋰離子電池的使用壽命和容量保持率。

該技術使用了一種豌豆莢結構的複合材料，這種材料由氧化鈷（四氧化三鈷）納米顆粒（類似於豌豆莢中的豌豆）和納米碳纖維（類似於覆蓋在豌豆外的豆殼）組(zu)成(cheng)。氧(yang)化(hua)鈷(gu)納(na)米(mi)顆(ke)粒(li)作(zuo)為(wei)活(huo)性(xing)材(cai)料(liao)來(lai)存(cun)儲(chu)鋰(li)離(li)子(zi)，四(si)周(zhou)的(de)中(zhong)空(kong)碳(tan)纖(xian)維(wei)則(ze)可(ke)以(yi)起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)氧(yang)化(hua)鈷(gu)顆(ke)粒(li)防(fang)止(zhi)其(qi)斷(duan)裂(lie)的(de)作(zuo)用(yong)。此(ci)外(wai)
，這(zhe)些(xie)碳(tan)纖(xian)維(wei)還(hai)扮(ban)演(yan)著(zhe)從(cong)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)中(zhong)傳(chuan)導(dao)電(dian)子(zi)的(de)角(jiao)色(se)。

由於與目前傳統的陽極材料（如錫）相(xiang)比(bi)
，氧(yang)化(hua)鈷(gu)具(ju)有(you)更(geng)強(qiang)的(de)離(li)子(zi)吸(xi)附(fu)和(he)保(bao)持(chi)能(neng)力(li)
，它(ta)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)極(ji)富(fu)潛(qian)力(li)的(de)陽(yang)極(ji)材(cai)料(liao)。此(ci)外(wai)，氧(yang)化(hua)鈷(gu)能(neng)很(hen)容(rong)易(yi)地(di)轉(zhuan)化(hua)為(wei)已(yi)進(jin)入(ru)商(shang)業(ye)化(hua)應(ying)用(yong)的(de)陰(yin)極(ji)材(cai)料(liao)氧(yang)化(hua)鈷(gu)鋰(li)。

為製造這種豆莢結構材料，研究人員首先在充滿惰性氣體的密閉空間內以700攝氏度的溫度對表麵附著有聚合葡萄糖的粗製碳酸鈷進行加熱，而後再將其放置在空氣中以250攝氏度的溫度加熱。電子掃描顯微鏡顯示
，這種結構的複合材料在結構上十分整齊，其長度大都是幾個微米，直徑一般在50納米左右。

由這種豌豆莢結構複合材料製成的電極能顯著提升鋰離子電池的電池容量和儲電能力，實驗發現在經過50次充放電循環後，由其製成的電池仍具有91%的容量。

研yan究jiu人ren員yuan稱cheng
，除chu在zai鋰li離li子zi電dian池chi領ling域yu的de應ying用yong前qian景jing外wai，這zhe種zhong豆dou莢jia結jie構gou複fu合he材cai料liao本ben身shen就jiu是shi一yi個ge成cheng就jiu，因yin為wei該gai技ji術shu首shou次ci實shi現xian了le將jiang具ju有you磁ci性xing的de納na米mi顆ke粒li嵌qian入ru到dao中zhong空kong的de碳tan纖xian維wei之zhi中zhong。這zhe種zhong“納米顆粒膠囊”技術可以推廣到多個領域
，如基因工程
、催化
、氣體探測、電容以及磁性材料製造等。