比石墨烯性能更优越的新材料可引发突破性的电池技术进化

研究人员已经预测到一种新的碳网络，类似于石墨烯，但具有更复杂的微观结构，可能带来更好的电动汽车电池。石墨烯可以说是最著名的碳的奇特形式，已经被挖掘为锂离子电池技术的潜在新游戏规则，但是新的制造方法最终可以生产出更多的功率密集型电池。

石墨烯可以被看成是碳原子的网状结构，其中每个碳原子与三个相邻的碳原子相连时，会产生微小的六边形。然而，研究人员推测，除了这种直接的蜂窝状结构外，还可以生成其他结构。

这就是来自德国马尔堡大学和芬兰阿尔托大学的一个团队所开发的新材料，他们将碳原子哄骗到新的方向。所谓的联苯网络是由六边形、正方形和八边形组成的，是一种比石墨烯更复杂的网格。研究人员说，因此，它具有明显不同的，而且在某些方面更可取的电子特性。

例如，虽然石墨烯因其作为半导体的能力而受到重视，但新的碳网络的行为更像一种金属。事实上，在只有21个原子宽的情况下，联苯网络的条纹可以作为电子设备的导电线。他们指出，在这种规模下，石墨烯的行为仍然像一个半导体。

马堡大学的Qitang Fan是这项新研究的主要作者，他表示："这种新型的碳网络也可以作为锂离子电池的一种卓越的阳极材料，与目前基于石墨烯的材料相比，具有更大的储锂能力。"

锂离子电池的阳极通常由铺在铜箔上的石墨组成。它具有高导电性，这不仅对在其层间可逆地放置锂离子至关重要，而且还因为它可以在潜在的数千次循环中继续这样做。这使其成为一个高效的电池，同时也是一个可以持续很长时间而不退化的电池。

然而，基于这种新的碳网络的更有效、更小的替代物，可以使电池储能更加密集。这可能使电动车和其他使用锂离子电池的设备变得更小、更轻。

然而，与石墨烯一样，弄清楚如何大规模地制造这种新版本是下一个挑战。目前的组装方法依赖于一个超级光滑的黄金表面，含碳分子最初在上面形成连在一起的六边形链子。随后的反应将这些链连接起来，形成方形和八角形，使最终的结果与石墨烯不同。

阿尔托大学的Linghao Yan解释说："新的想法是使用经过调整的分子前体，以产生联苯而不是石墨烯。现在的目标是生产更大的材料片，以便能够更好地了解其特性。"