“关于电动汽车而言，您需求一种轻盈的电池，能够敏捷充电，而且经重复使用后，仍可保持充电容量，”张粤港（Yuegang Zhang）说，他是伯克利实验室分子锻造部（Molecular Foundry）研讨员，在无机纳米构造所（Inorganic Nanostructures Facility），领导这项研讨。“这儿，咱们现已展现的，是合理设计的纳米级构造，不需求添加剂或粘结剂就能够运转，可提高电池功能。”
石墨烯是一种单原子厚的“鸡线”晶格状碳原子，具有特殊的电子和机械功能，远远超越硅和其它传统半导体材料。曾经的石墨烯研讨中，张粤港和他的搭档强调了电子设备的使用。
在这项研讨中，这个小组拼装分层替换的石墨烯和锡，发明了一种纳米复合材料。要发明这种复合材料，一层锡薄膜就要被沉积到石墨烯上。接下来，另一层石墨烯片被搬运锡薄膜上。重复此进程，就可制成一种复合材料，然后，在氢气和氩气环境中，把它加热到300摄氏度（572华氏度）。在这一热处理时期，锡薄膜会转化成一系列柱子，增加了锡层的高度。
“从锡薄膜形成这些纳米柱，关于这一体系而言是十分格外的，咱们发现，上基层石墨烯之间的距离也随之改动，以习惯锡层的高度改变，”纪李文（Liwen Ji）说，他是锻造部的博士后研讨员。纪李文为首要作者，张粤港为通讯作者的一篇论文，报导了这一研讨，发布在杂志《动力和环境科学》（Energy and Environmental Science）上。
在这些新的纳米复合材料中，石墨烯层间高度的改变，有助于电池的电化学循环进程，由于锡的体积改变提高了电极的功能。此外，这个可调理的行为，意味着电池可敏捷重复充电，不会退化，这关于电动汽车充电电池而言是要害的。
“咱们在伯克利实验室有一个很大的电池方案，咱们能够制造高度可循环的电池单元.。经过咱们与碳循环2.0（Carbon Cycle 2.0）方案的互动，材料科学部的研讨人员得益于优质电池设施和人员，加之，咱们了解到了用啥制备非常好的电极，”联合作者巴塔利亚（Battaglia）说，他是伯克利实验室环境与动力技术部高档动力技术部门的项目经理。“作为回报，咱们有一个窗口，能够让开发下一代材料的科学家们谈谈这些需求。”
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