近日，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯合)實驗室在前期制備出具有三維連通網絡結構石墨烯泡沫的基礎上，利用該材料作為高導電的柔性集流體，設計并制備出可快速充放電的柔性鋰離子電池。相關研究成果日前在線發表于美國《國家科學院院刊》。

輕薄化和柔性化是便攜式電子產品的重要發展趨勢，而儲能器件是便攜式電子產品的核心部件，因此，能否開發出高性能柔性儲能器件，如柔性鋰離子電池，是柔性電子產品廣泛應用的關鍵問題之一。研究發現，石墨烯的高導電性和良好的柔韌性，是柔性儲能器件的理想候選材料之一。

該實驗室研究人員將三維連通的石墨烯網絡作為集流體，取代了電池中常用的金屬集流體，并通過發展的原位水熱合成方法，在石墨烯三維連通網絡結構上直接生長活性物質，如磷酸鐵鋰和鈦酸鋰，成功地在不使用粘結劑和導電添加劑的情況下，實現活性物質和石墨烯集流體的良好接觸，促進了電子的傳輸并提高了彎折時電極材料的穩定性。

最終，研究人員將磷酸鐵鋰/石墨烯和鈦酸鋰/石墨烯復合材料分別作為正負極，采用柔性硅膠為封裝體，組裝了具有很好柔性的鋰離子全電池。實驗顯示，該柔性鋰離子電池在彎曲時，其充放電特性保持不變，并可在6分鐘內完成充電(達到初始容量的90%)，在100次循環之后容量保持率為96%。

業內專家認為，該研究為高性能柔性鋰離子電池的設計和制備提出了一種新思路。這種可快速充電的柔性鋰離子電池的制備工藝簡單，具有潛在的實際應用價值。

該研究得到了國家自然科學基金委、科技部和中科院有關項目的資助。