元素百科多孔石墨烯复合材料可以提高电极性能。近年来，研究表明，纳米电极材料预计将提供几倍的能量或功率密度，相当于商用锂离子电池，但该材料只能在低负载的超薄研究电极中实现其优异的性能，很难在需要高负载的商用设备中实现其应有的潜力。加州大学洛杉矶分校段马峰教授团队最近开发了一种三维多孔石墨烯复合电极材料，成功解决了电极性能随负载急剧下降的关键问题，使高负荷高性能电极成为可能。美国时间11日在《科学》杂志上发表了相关研究成果。
纳米材料具有优异的性能
段最近在接受记者采访时表示，虽然许多纳米材料在一些研究设备中表现出优异的储能性能，但电极活性材料的负载往往只有商业设备中常用负载的10%左右。由于负载极低，最终反映在整个设备中的容量或功率密度很难大大超过目前的锂离子电池。如果只是增加电极厚度，电子输送电阻和离子扩散电阻会随着厚度的增加而显著增加，导致电极性能急剧下降。
在团队开发的三维多孔石墨烯复合材料中，高度连接的石墨烯网络结构提供了优异的电子传输特性，其多层孔结构大大促进了离子的快速运输，使材料首次实现了高负载电极的高容量和高功率特性。“这标志着高性能电极材料在向商用储能设备方向发展的道路上迈出了关键一步。中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明评论说。
三维多孔石墨烯复合材料的应用
段表示，该方案可适用于其他高性能电极材料，为商业设备中实现这种高性能储能材料的潜力提供了切实可行的途径，预计将大大提高相关储能设备的容量和充放电速度。
