扫描电子显微镜图像显示含有锂的石墨烯纳米带和沥青作为的阳极材料（左），以及不含锂的同种材料（右）。该材料由莱斯大学开发，研究显示可将商用锂离子电池充电速度提高20倍。图片来源： Tour研究团队。
【据phys网站10月2日报道】莱斯大学的科学家认为，一块沥青可能对高容量锂金属电池而言是神奇的，它可以使商业锂离子电池的充电速度提高10到20倍。
化学家James Tour在Rice实验室研发出由沥青制成的多孔碳的阳极，其在超过500个充电---放电循环之后显示出极好的稳定性。高电流密度为20mA/cm2，证明了该材料在高功率密度下的快速充放电装置中的应用前景。美国化学学会期刊ACS Nano报道了这一发现。
Tour说：“这些电池的容量是巨大的，但同样引人夺目的是，我们可以在五分钟内将它们从零充电到完全充电，而不是其他电池所需的通常两小时或更长时间。”
Tour的实验室以前使用过沥青衍生物，特别是未处理的天然沥青，曾用于电池去捕捉自然气体中的温室气体。这一次，研究人员将沥青与导电石墨烯纳米带混合，并通过电化学沉积将复合材料用锂金属涂覆。
实验室将阳极与硫化碳阴极结合起来，制成完整的电池进行测试。电池的功率密度高达每公斤1322瓦，能量密度高达943W?h/kg。
测试揭示了在阳极中加入沥青另一个显著的优点：碳减轻了锂枝晶的形成。这些苔藓状沉积物会侵入电池的电解液。如果它们延伸得足够远，就会使阳极和阴极短路，并导致电池失效、失火甚至炸裂。但沥青衍生的碳可防止任何枝晶形成。
实验室早期的一个项目发现石墨烯和碳纳米管的阳极也阻止了树突的形成。Tour还表示，新的复合材料比较简单。
Tour说过：“虽然前者与新型电池的容量相似，接近锂金属的理论极限，但新型沥青衍生碳可以利用更多单位面积的锂金属，而且制造成本更低，不需要化学气相沉积步骤，不需要电子束沉积步骤，并且不需要从石墨烯中生长纳米管，因此制造工艺被大大简化。”
原文来自：phys，由材料科技在线团队翻译整理。
