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2010年7月初，美国麻省理工学院的研究者们发现电池也可提高其储能量。相比传统的锂离子电池，若电池的一个电极中使用碳纳米管可使其储能量显着增加，甚至可以高达10倍，储能量的增加取决于添加的碳纳米管的物质的量。人们发现这些电极可应用于小型便携式设备中，而更进一步的研究也可能使改进的电池用于大型的耗电场合。
为了生产这种强大的电极材料，该研究小组采用了层叠制备方法--基体材料交替浸泡在含有碳纳米管的溶液中，其中碳纳米管已用简单的有机化合物处理过，这样使它们既带有正的净电荷，又带有负的净电荷。当这些片层在表面交替重叠时，由于异性电荷互相吸引，它们紧密地结合在一起，形成一个稳定持久的薄膜。
该研究小组和拜耳化学工程研究人员共同合作研发的重大发现发表在6月20号的自然纳米科技杂志上。主要作者是化学工程系的李升宇博士和博士后研究员Naoaki Yabuuchi。
在这种新的电池电极中，碳纳米管——一种在纯碳中由碳原子片压制成的微管结构——能够在多孔纳米尺度自组装成一种紧密的约束结构。此外，碳纳米管表面有许多氧气官能团，它可以存储大量的锂离子；这是碳纳米管第一次作为锂离子电池正极，而不是仅作为负极。
“这种‘静电自组装’过程是很重要的。”哈蒙德解释称，“通常来说由于表面的碳纳米管易于团聚，仅有少量的裸露表面能进行反应。但是通过将有机分子接到碳纳米管上，它们组装的形式有高度的孔隙率，同时又有大量的碳纳米管存在。”
新材料制备的锂电池具有两个电容器的优点，它既具有在短时间内产生高功率输出的特点；又具有锂电池本身的低功率长时间输出的特点。该研究小组称，这种新的基于给定质量的电极材料输出的能量比传统的电容器大5倍，而总的功率传输速率是锂离子电池的10倍。这种优异的性能可能是由于电极中离子和电子的优良的传导性能形成的，也可能是由于碳纳米管表面高效的锂存储形成的。
除了它们的高功率输出能力以外，碳纳米管电池随着时间的推移还显示出非常良好的稳定性。一块电池在经过1000次的循环放电充电测试后，其材料性能没有发生变化。( 责任编辑：管理员 ) |
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