2015年2月19日
布恩斯工程学院的科学家加州大学河滨大学（UC Riverside）为锂离子电池创建了一种新材料，其中包含海绵状硅纳米纤维。
纸张的材料比人的头发薄一百倍，并且可以显着改善特定能量或锂离子电池单位重量每单位重量的能量数量。最新的突破有可能用于许多应用程序，包括用于个人电子和电动汽车的电池。
（A）干燥后（A）SIO2纳米纤维的扫描电子显微镜图像，（B）在高放大倍率下（C）蚀刻后的硅纳米纤维，以及（D）在高放大倍率下的硅纳米纤维。
题为“朝向无粘合剂电极：通过毫克降低电纺siO2纳米纤维的碳涂层硅纳米纤维纸’已发表在杂志上大自然科学报告。作者包括机械工程学教授Cengiz S. Ozkan，电气和计算机工程教授Mihri Ozkan及其研究生Rachel Ye，Zach favors，Kazi Ahmed，Hamed Hoosseini Bay，Robert Ionescu和Zafer Mutlu。
研究人员使用静电纺丝技术生产纳米纤维，其中在喷嘴和旋转的鼓之间施加20,000-40,000伏。该喷嘴释放了一种主要含有四乙基矫形器（TEOS）的溶液，这是一种在半导体行业中经常使用的化合物。然后将纳米纤维暴露于镁蒸气中以产生硅纤维结构。
传统上，锂离子电池阳极是使用铜箔开发的，而铜箔又涂有聚合物粘合剂和石墨的混合物，即导电添加剂。由于Graphite的性能几乎是已知的，因此科学家正在探索其他材料，例如硅，该材料表现出每单位电池重量的电荷或特定容量的电荷，几乎是石墨的十倍。欧洲杯足球竞彩
但是，硅往往会发生相当大的体积扩展，从而可以迅速恶化电池。研究人员生产的海绵状硅纤维结构克服了这一问题，并使电池无数次循环，而无需任何重大降解。此外，该技术解决了与独立电极相关的可伸缩性因子。
只能以少量生成，可以使用化学蒸气沉积（例如硅纳米线或碳纳欧洲杯足球竞彩米管）而生长的自由固定或无融合材料。尽管如此，偏爱成功地创造了几克硅纳米纤维。
消除对金属电流收集器和非活性聚合物粘合剂的需求，同时切换到硅等能量密集的材料将显着提高电动汽车的范围功能。
Zach Favors-伯恩斯工程学院的研究生
科学家们计划将硅纳米纤维集成到具有小袋电池格式的锂离子电池中，该电池格式是一种较大的电池格式，可用于便携式电子设备和电动汽车。
加州大学河滨技术技术商业化办公室已申请专利，旨在研究论文中报告的发明。这项研究得到了Temiz Energy Technologies的支持。