4月9日，Nature出版集团旗下刊物《科学报告》（Scientific Reports）刊登了武汉光电国家实验室在新型柔性能源存储方面的最新研究成果。该篇题为“ 基于多级硅纳米线-碳纤维复合结构电极的高性能锂离子电池”（Hierarchical silicon nanowires-carbon textiles matrix as a binder-free anode for high-performance advanced lithium-ion batteries）的论文，由武汉光电国家实验室能源光电子功能实验室博士生刘彬、王显福等在陈娣教授、沈国震教授的指导下，与美国南加州大学周崇武教授合作完成。

虽然锂离子电池是目前全球普遍采用的能量存储设备，但是当前使用的锂离子电池的负极材料石墨存在着容量低（372 mAh/g）和倍率性能一般等问题，严重阻碍了锂离子电池在未来工业应用的局面。与石墨相比，硅材料的比容量和体积容量可以高达4200 mAh/g和9786 mAh/cm3，因此被视为非常有潜力的电极材料候选者。但是，由于硅材料在充放电时的体积应力变化过大，会直接导致材料的分化等现象，从而影响最终电池的容量以及寿命，这也造成到目前为止，硅材料仍然没有发挥出它的优异性能和市场潜力。

研究人员在此工作中，采用CVD法合成出直径在30nm左右的单晶硅纳米线材料，在对所得到的硅纳米线进行化学修饰制成墨水后，采用喷涂的方法直接将硅材料喷涂到碳纤维集流体上，形成无粘合剂的锂电池电极。实验结果证明这些措施极大了发挥出了硅一维纳米结构和多级复合网状电极的优势。所研制的锂电池具有高容量（2950 mAh/g），突出倍率性能，持久循环寿命和高的库伦效率，低自放电率和良好耐弯折电学稳定性等特性。该项工作为解决当前锂电池技术中的难题提供了新的思路和方法。所研制的新颖的柔性锂电池在未来柔性能源存储器件，未来可折叠器件和绿色动力汽车等领域具有非常重要的的应用潜力。

该项研究成果得到了国家自然科学基金（51002059, 21001046, 91123008）、973计划（2011CB933300）、新世纪优秀人才支持计划（NCET-11-0179）等的支持。文章链接：(http://www.nature.com/srep/2013/130408/srep01622/full/srep01622.html)。