日本東北大學(xué)和東京大學(xué)的一個(gè)聯(lián)合研究小組首次用家用防蟲(chóng)劑原料——大環(huán)狀有機(jī)分子萘，開(kāi)發(fā)出一種全固體鋰離子電池的負(fù)電極材料。用這種新材料(CNAP)制成的負(fù)極電容量比石墨電極高兩倍，且經(jīng)過(guò)65次沖放電后仍能保持原來(lái)的大容量狀態(tài)。

可充電鋰離子電池已成為生活中不可缺少的儲(chǔ)能技術(shù)，手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車(chē)等都離不開(kāi)鋰離子電池。目前，在各種充電電池中，鋰離子電池能夠提供的電容量最大。由于市場(chǎng)需求巨大，各國(guó)研究者爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)鋰離子電池的基礎(chǔ)材料，而負(fù)電極材料尤其受到重視。

石墨以其重量輕、容量大的特點(diǎn)，成為負(fù)電極材料的首選。最近，以石墨烯和碳納米管為代表的納米碳新材料的出現(xiàn)，使負(fù)電極碳素材料的電容量擴(kuò)容了2倍至3倍。但納米碳是各種結(jié)構(gòu)體的混合物，科學(xué)家目前還沒(méi)弄清其實(shí)現(xiàn)大容量化的原理，這成為制約納米碳負(fù)電極發(fā)展的障礙。

聯(lián)合研究小組開(kāi)發(fā)出的CNAP，是通過(guò)在分子中央部分開(kāi)納米級(jí)小孔，使大環(huán)狀有機(jī)分子成為鋰離子電池的大容量電極材料。目前尚沒(méi)有使用大環(huán)狀有機(jī)分子作為鋰離子電池負(fù)極的先例。研究小組還發(fā)現(xiàn)，制作大容量鋰電池的秘密在于分子材料內(nèi)加工的細(xì)孔，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，研究人員使原本用來(lái)作防蟲(chóng)劑的萘經(jīng)化學(xué)處理后轉(zhuǎn)換為大容量電池材料。

該研究成果是日本“元素戰(zhàn)略”的一環(huán)，得到了很高評(píng)價(jià)。研究小組今后將對(duì)各種碳材料的原子、分子進(jìn)行精密設(shè)計(jì)，以開(kāi)發(fā)出更好的材料。該研究成果刊載在國(guó)際學(xué)術(shù)雜志《小》(《Small》)上。