史丹佛利用奈米技術提高鋰電池10倍電力

史丹佛大學（Stanford University）研究發現，在鋰電池中使用Silicon Nanowire（矽奈米線）材料，可讓電池蓄電力增強10倍，可望讓筆記型電腦一次使用40小時。

於去年12/16發表於「自然奈米技術」（Nature Nanotechnology）期刊的論文──「使用矽奈米線的高效能鋰電池電極」（High-performance lithium battery anodes using silicon nanowires），該論文由史丹佛大學材料工程系助理教授Yi Cui主導，發現利用矽奈米線存放鋰分子的電池，蓄電量比一般鋰電池高出10倍。

Cui解釋，鋰電池的蓄電量取決於電池正極可吸附多少個鋰分子，吸附愈多、電力愈強。目前電池正極的材質是碳，若改用矽來存放，可提供比碳高出數倍的鋰分子存放量，但必需克服一個重要的技術瓶頸。

問題出在，利用矽來吸附鋰分子時，當鋰分子轉換為電力，矽材料會膨脹，然後在電池使用中、釋出電力時，矽材料會縮小，而這個膨脹、縮小的過程，會讓矽材料碎裂，影響電池壽命。

於是，Cui利用矽奈米線解決這個問題。Cui表示，把存放鋰分子的矽材料改為奈米線形態後，由於每條矽奈米線的直徑都只有紙張的1/1000薄，奈米線在吸入鋰分子後，雖然也會膨脹為4倍，但卻不會因此碎裂。

Cui指出，將矽改為奈米線形態，讓已進行30多年的矽電池研究，出現重大進展。該成果已申請專利保護，Cui也考慮自組公司或與電池製造商合作商品化事宜。

未來矽奈米線電池若能順利商品化，不僅筆記型電腦、iPod、MP3隨身聽、數位攝影機或手機等裝置將受益，甚至電動車和居家、辦公環境的太陽能電板上，也能使用這種長效電池。（編譯/黃品如）