电极涂覆石墨烯可显著提升锂离子电池性能

美国莱丝大学研究人员发现，带有石墨烯涂层的氧化钒纳米带可能是经测试最好的锂电池电极材料。

研究人员普利克尔·阿加延称，氧化钒和石墨烯混合纳米带是优异的电池阴极材料，兼具高的能量密度和功率密度。

纳米带的厚度只有一张纸厚度的数千分之一，因此有可能生产出更小的电池；同时它们可提供极为迅速的充放电能力，远超过现有材料。

莱丝大学将研制出的阴极潜入半电池中用于测试，全部充、放电时间仅需20秒，并在1000次循环充放电后，电池容量仍能达到初始容量的90%。阿加延称，以纳米带做锂电池的阴极，性能可达到电池和超级电容器之间的水平。

在制造氧化钒和石墨烯纳米带的过程中，最大挑战是对共同氧化合成环境的控制。科学家通过使用通电的五氧化二钒将石墨烯氧化纳米层进行悬浮，然后在高压容器中加热数小时。该过程将五氧化二钒完全结晶为纳米带氧化钒，石墨烯氧化物则退化为石墨烯。

该纳米带还可由其他相对丰富和廉价的材料制成，全部生产工艺仅需一个简单的热液工艺，易于实现量产。常规的氧化物由于导电能力较低，导致充放电速度缓慢。而石墨烯晶格涂层则通过扮演电子加速导管和离子通道的角色，解决了该问题。