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近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室在前期制备出具有三维连通网络结构石墨烯泡沫的基础上，利用该材料作为高导电的柔性集流体，设计并制备出可快速充放电的柔性锂离子电池。相关研究成果日前在线发表于美国《国家科学院院刊》。

轻薄化和柔性化是便携式电子产品的重要发展趋势，而储能器件是便携式电子产品的核心部件，因此，能否开发出高性能柔性储能器件，如柔性锂离子电池，是柔性电子产品广泛应用的关键问题之一。研究发现，石墨烯的高导电性和良好的柔韧性，是柔性储能器件的理想候选材料之一。

该实验室研究人员将三维连通的石墨烯网络作为集流体，取代了电池中常用的金属集流体，并通过发展的原位水热合成方法，在石墨烯三维连通网络结构上直接生长活性物质，如磷酸铁锂和钛酸锂，成功地在不使用粘结剂和导电添加剂的情况下，实现活性物质和石墨烯集流体的良好接触，促进了电子的传输并提高了弯折时电极材料的稳定性。

最终，研究人员将磷酸铁锂/石墨烯和钛酸锂/石墨烯复合材料分别作为正负极，采用柔性硅胶为封装体，组装了具有很好柔性的锂离子全电池。实验显示，该柔性锂离子电池在弯曲时，其充放电特性保持不变，并可在6分钟内完成充电(达到初始容量的90%)，在100次循环之后容量保持率为96%。

业内专家认为，该研究为高性能柔性锂离子电池的设计和制备提出了一种新思路。这种可快速充电的柔性锂离子电池的制备工艺简单，具有潜在的实际应用价值。

该研究得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院有关项目的资助。