斯坦福大学的研究人员开发了一种使用硅纳米线来改善无绳工具和其他设备中使用的可充电电池技术的方法。新技术产生的电量是现有锂离子电池的10倍。

纳米技术可以让今天的锂离子电池成为过去。斯坦福大学(Palo Alto, CA)的研究人员已经开发出一种方法，利用硅纳米线来改进通常用于无线工具和其他设备的可充电电池技术。新技术产生的电量是现有锂离子电池的10倍。

传统上，锂离子电池的储电容量受电池正极(通常由碳构成)中锂容量的限制。硅的容量比碳大得多，但也有缺点。

放置在电池中的硅在充电时吸收带正电的锂原子而膨胀，在使用时锂从硅中被抽出而收缩。这种膨胀-收缩循环通常会导致硅(通常以颗粒或薄膜的形式)粉碎，从而降低电池的性能。

斯坦福大学的电池利用纳米技术解决了这个问题。锂被储存在由微小硅纳米线组成的森林中，每根硅纳米线的直径只有一张纸的千分之一厚。纳米线在吸收锂时膨胀到正常尺寸的四倍。但是，与其他硅形状不同的是，它们不会断裂。

“这不是一个小进步，”材料科学与工程助理教授崔毅表示。“这是一个革命性的发展。考虑到硅背后成熟的基础设施，这项新技术可以迅速推向现实生活。

“制造纳米线电池需要一个或两个不同的步骤，但是该过程肯定可以缩放，”Cui添加。“这是一个很好的过程。”
锂离子电池存储容量的大幅扩大可能会吸引电动汽车制造商。据崔说，它们也可以用于家庭或办公室储存屋顶太阳能电池板产生的电力。

三十年前，电池硅的研究开始了。“[但]，人们放弃了它，因为能力不够高，循环生活不够好，”崔说。“这只是因为他们使用的形状。这太大了，他们无法接受体积变化。“

然后，硅纳米线出现了。在他们的实验中，崔和他的同事在不锈钢衬底上生长纳米线，这提供了一个极好的电连接。