维度网讯， 英国萨里大学先进技术研究所（ATI）的科研团队近期公布了一项锂离子电池负极的创新设计，该技术可能大幅提升电动汽车的续航能力和便携电子设备的电池寿命。

在发表于《ACS Applied Energy Materials》期刊的研究中，团队介绍了一种名为“垂直集成硅-碳纳米管”（VISiCNT）的结构。这种设计通过在铜箔上生长密集的碳纳米管森林并涂覆薄硅层，形成柔性导电支架，有效应对硅在充电时的膨胀问题，从而保持性能稳定。

锂离子电池广泛应用于智能手机、可穿戴设备和电动汽车等领域。传统负极材料石墨虽稳定但储能有限，而硅虽有高容量却易因膨胀而降解。VISiCNT负极在实验室测试中表现出色，每克可存储超过3500毫安时的能量，接近硅的理论最大值，远高于石墨的370 mAh/g，并在数百次充放电循环中维持了稳定性和性能。

萨里大学ATI研究员、该研究主要作者Muhammad Ahmad博士表示：“当前许多技术受限于电池储能系统能力，推动电池创新至关重要。我们的VISiCNT设计提供了一种实用方法，能充分利用硅的高存储潜力，同时确保循环寿命不受影响。”

他补充道：“这是一项关键进展，具备高容量、快速充电和长期耐用性，让我们更接近实现单次充电为电动汽车和日常设备提供更长使用时间的电池。”

这种新型锂离子电池负极的一个显著优势是碳纳米管可直接生长在铜上，铜是商业电池中常用的材料，且制造工艺可扩展，这可能便于该技术整合到现有工业生产流程中。

ATI首席研究员兼主任Ravi Silva教授指出：“这项工作是CNT-硅负极从实验室走向实际制造的重要步骤。我们能高效在铜箔上直接生长碳纳米管结构，并优化硅层以增强稳定性，这意味着该方法可以最小化干扰地融入当前电池生产线。该技术不仅对电动汽车有应用前景，在电网存储和微电子领域的小型电池中也显示出潜力。”

随着全球对储能需求的增长，电池需具备更高能量密度、更快充电速度和更长寿命，以支持英国向净零排放目标过渡。VISiCNT设计为应对这些挑战提供了有希望的解决方案，并可能成为驱动下一代电动汽车和移动设备的关键技术。

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