科技日报讯(记者蒋敬)最近的研究表明，纳米电极材料有望提供数倍于商用锂离子电池的能量或功率密度。但这种材料以前只能在负载能力极低的超薄研究电极上实现其优异性能，在要求高负载能力的商用器件上很难实现其应有的潜力。最近，加州大学洛杉矶分校的边峰教授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，使制备高负载的高性能电极成为可能。相关研究成果于美国时间11日发表在《科学》杂志上。
冯端近日在接受科技日报记者采访时表示，虽然许多纳米材料在一些研究器件中表现出优异的储能性能，但这类器件中电极活性材料的负载量往往只有商用器件的10%左右。由于极低的负载，最终体现在整个器件中的容量或功率密度很难大幅超过目前的锂离子电池。如果单纯增加电极厚度，随着厚度的增加，电子传输阻力和离子扩散阻力会明显增加，导致电极性能急剧下降。
在该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，而其多层孔结构极大地促进了离子的快速传输，使得这种材料首次在高负载电极中实现了高容量和极高功率特性。& ldquo这标志着高性能电极材料向商用储能器件方向发展迈出了关键一步。& rdquo中科院院士、中科院金属所研究员程慧明评价道。
段险峰表示，该方案可应用于其他高性能电极材料，为实现此类高性能储能材料在商用器件中的潜力提供了切实可行的途径，有望大幅提升相关储能器件的容量和充放电速度。
