近日，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室成功研發(fā)出了可實(shí)現(xiàn)快速充放電的柔性
鋰電池。這種新型電池是研究人員利用其此前研發(fā)出的具有三維連通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)石墨烯泡沫作為高導(dǎo)電的柔性集流體制備而成。目前，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)布在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
手機(jī)及平板電腦等電子設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)攜帶的更加方便，就要求其具有輕薄或者柔性可折疊的特點(diǎn)。儲(chǔ)能電池作為電子設(shè)備的核心部件，在電子設(shè)備的外觀設(shè)計(jì)改革上具有重大影響。如果能夠開(kāi)發(fā)出柔性可折疊的鋰電池，那么柔性電子的廣泛使用將成為可能。經(jīng)過(guò)科學(xué)家的研究，石墨烯的高導(dǎo)電性和良好的柔韌性，是柔性鋰電池的理想候選材料之一。
基于這個(gè)研究基礎(chǔ)，中國(guó)科學(xué)院研究人員利用三維連通的石墨烯網(wǎng)絡(luò)替代原來(lái)的金屬集流體，并通過(guò)原位水熱合成方法，在石墨烯網(wǎng)絡(luò)上直接生長(zhǎng)活性物質(zhì)，如磷酸鐵鋰和鈦酸鋰。實(shí)現(xiàn)了不用任何粘結(jié)劑和導(dǎo)電添加劑的情況下使活性物質(zhì)和石墨烯集流體的良好接觸，使得電極材料即使在彎折時(shí)也能進(jìn)行電子的穩(wěn)定傳輸。
此外，研究人員還用磷酸鐵鋰/石墨烯和鈦酸鋰/石墨烯復(fù)合材料分別作為正負(fù)極，采用柔性硅為電池封裝，制備出了柔性可折疊的鋰電池。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果，這種柔性鋰電池大幅度彎折時(shí)也可實(shí)現(xiàn)正常充放電，且僅需充電6分鐘就可充滿90%的電量。這種電池在循環(huán)充放電100次后，電池容量還保持在96%。
有業(yè)內(nèi)人士分析指出，這種柔性電池的研發(fā)將有望迎來(lái)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的改革。如果新型電池能夠得到廣泛應(yīng)用，此后的智能手機(jī)、平板電腦等均可折疊放進(jìn)口袋攜帶出門(mén)。而其快速充放電功能則更符合了現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活需求。這種柔性鋰電池還有望作為
動(dòng)力電池用在電動(dòng)車(chē)上。可見(jiàn)，柔性鋰電池的應(yīng)用前景非?？捎^。目前，中國(guó)科學(xué)院的該項(xiàng)研究已經(jīng)得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院的資助。
