可充电锂离子电池为移动电话、数码相机、笔记本电脑等需要大量能源的便携式设备提供电力。然而，它们的容量以及设备的运行时间仍然有些有限。因此，笔记本电脑通常只运行两个小时左右。其原因是这些电池中的石墨阳极吸收锂离子的容量相对较小。韩国汉阳大学的Jaephil Cho领导的研究小组现在开发了一种新的阳极材料，为新一代充电电池扫清了道路。正如杂志报道的那样《应用化学》他们的新材料涉及三维、高多孔硅结构。
锂离子蓄电池通过移动锂离子产生电流。这种电池通常包含一个由混合金属氧化物(如锂钴氧化物)制成的阴极(正极)和一个由石墨制成的阳极(负极)。当电池充电时，锂离子迁移到阳极，在那里它们被储存在石墨层之间。当电池放电时，这些离子迁移回阴极。
如果有一种阳极材料能比石墨存储更多的锂离子就好了。硅提供了一个有趣的选择。问题是:硅在吸收锂离子(充电)时膨胀很大，在放弃锂离子(放电)时收缩。经过几个周期后，所需的薄硅层被粉碎，不能再充电。
Cho的团队现在已经开发出一种新的方法来生产能够承受这种压力的多孔硅阳极。他们在900°C的氩气气氛下退火二氧化硅纳米颗粒，其中最外层的硅原子有欧洲杯猜球平台短的碳氢链。二氧化硅颗粒通过蚀刻从产生的物质中去除。欧洲杯猜球平台剩下的是碳包覆的硅晶体，它是一个连续的、三维的、高度多孔的结构。
用这种多孔硅制成的阳极对锂离子具有很高的充电容量。此外，锂离子的快速运输和存储，使快速充放电成为可能。大电流也可获得高比容量。充放电时的体积变化只引起孔壁轻微的膨胀和收缩，孔壁厚度小于70 nm。此外，第一个充电周期会在孔壁上残留的纳米晶体周围形成非晶态(非晶态)硅质。因此，即使在100次循环后，材料中的孔壁应力也不明显。