如今電池已經成為人們生活、工作過程中不可或缺的一部分，如何提高電池容量也成為研發人員們不斷探索的方向。而以下這些研究成果將很有可能引起電池技術變革，給人們的生活帶來更多便利。

富鋰錳基正極材料研究獲進展

日前，中科院寧波材料所的相關研究團隊表示，其在富鋰錳基正極材料的研究領域取得了一定的進展。富鋰錳基正極材料放電比容量高達300mAh/g，是當前商業化應用磷酸鐵鋰和三元材料等正極材料放電比容量的一倍左右，有業內人士認為，富鋰錳基正極材料是新一代高能量密度動力鋰電池正極材料的理想之選。富鋰錳基材料具有成本低、容量高、無毒安全等優點，能夠滿足鋰電池在小型電子產品和電動汽車等領域的使用要求。

雖然富鋰錳基正極材料具有放電比容量高？的絕對優勢，但要將其實際應用于動力鋰電池，還必須解決富鋰錳基電池庫倫效率低、循環壽命差以及倍率性能偏低等缺點。研究團隊近日通過提高晶格氧的活性來改善富鋰錳基正極材料的首次充放電效率和倍率性能，為該材料改性研究提供了新思路。目前研究團隊正推進富鋰錳基正極材料的中試開發。

棉花也能當材料？

沒錯，天然棉花也能成為電池原料。中國科學院金屬研究所先進炭材料研究部近日表示，以天然棉花為前驅體，經過高溫碳化，制備出具有高導電性的三維空心碳纖維泡沫，最終獲得硫的面密度最高可達21.2mg/cm2的三維空心碳纖維泡沫硫正極。

據了解，鋰硫電池被視為最有發展前景的下一代高能量電化學儲能系統之一。然而基于多電子反應的鋰硫電池在充放電過程中，會產生“穿梭效應”，造成不可逆容量損失，嚴重制約了鋰硫電池的實用化進程。采用三維空心碳纖維泡沫硫作為正極的鋰硫電池，能夠有效抑制“穿梭效應”，從而保證鋰硫電池良好的循環穩定性，這種復合電極在循環150次之后，可實現70%的容量保持率。

此項研究不僅展示了以天然物質為原料制備高導電性碳材料的方法，還提出了抑制鋰硫電池“穿梭效應”的新思路，為開發高性能高面容量的鋰硫電池開辟了新的途徑。

以“鎂”代“鋰”電解質上尋突破

據外媒報道，豐田汽車公司正在研究以鎂電解質取代當前鋰離子電池中使用的鋰電解質。豐田認為鎂元素相較鋰元素有兩大好處：首先，鎂可以允許密集能量儲存；另外，鋰是一種不穩定的金屬元素，容易引起火災發生，鎂元素相對更加安全。豐田北美研究所研究人員表示，他們已經尋找到一種方法，通過利用儲氫器中所使用材料來制造鎂電解質。豐田汽車公司稱，可能需要20年的時間來使這一技術大規模投入利用。

新型添加劑提升電池容量

同豐田一樣，日產也在尋找方法提升電動車電池性能。日產采用的技術手段是在電池中摻進一種叫做“非晶一氧化硅”的添加劑，以提升鋰離子電池的容量。這種化學物質可使電池保留更多的鋰離子，從而提升電池總體性能。這一技術打開了利用新的化學元素制造具備更長續航里程的電動車電池的大門。

被寄予厚望的石墨烯材料

石墨烯作為最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，被人們稱之為“黑金”，科學家們甚至稱其將“徹底改變21世紀”。石墨烯材料如果能成功的應用在鋰離子電池中，可大幅度提升鋰離子電池充放電速度，實現電池技術的巨大突破，并將推動新能源產業實現躍進式發展。

近日，首款石墨烯基鋰離子電池產品在京發布。這款被命名為“烯王”的石墨烯基鋰離子電池產品性能優良，可在-30℃—80℃環境下工作，電池循環壽命高達3500次左右，充電效率是普通充電產品的24倍。

這并不是第一款研發成功的石墨烯電池。超威集團、海寶特種電源有限公司等企業已各自推動相關研發，將石墨烯應用到鉛酸蓄電池當中，使電池容量得到了大幅度的提升。

無處不在的納米技術

納米技術同樣也被大量地應用到電池新材料的研發當中。

斯坦福教授崔屹就致力于將納米技術與電池相結合，并開發出了一系列的電池納米技術，其中包括硅納米線取代石墨負極、Yolk-Shell納米結構新型負極、金屬鋰負極、硫正極等方面的研究。

日本研究人員也宣布，他們用簡單方法開發出了一種擁有大量納米級孔洞的海綿狀碳材料。這種碳材料的表面積比同等重量的石墨大得多，如果將其用于制造蓄電池的電極，電池容量能變大。

科技創新是促使電池技術不斷提高的動力因素。隨著各大科研機構以及企業對電池材料相關領域的不斷探索，電池容量以及電池安全性等重要指標已經得到很大的改善，相信在不久的將來，電池產品會更加高效、安全地應用到人們的生活當中。