- 同時兼顧鋰離子充電電池及電容器二者的性能
- 輸出密度是普通鋰離子充電電池的10倍
- 能量密度是普通電容器的5倍
- 反復充放電1000次以上，性能也不會發生劣化
- 汽車電子
美國麻省理工學院（MIT）開發出了正極材料采用包括碳納米管在內的混合材料鋰離子充電電池。據介紹，該電池同時兼顧鋰離子充電電池及電容器二者的性能。具體而言，輸出密度是普通鋰離子充電電池的10倍，能量密度是普通電容器的5倍。論文已刊登在2010年6月20的《Nature Nanotechnology》上。
開發該電池的是MIT化學工程系教授Paula T.Hammond與該校機械工程系兼材料科學與工程系教授楊少紅領導的研究小組。順便提一下，論文的第一作者是該校學生Seung Woo Lee及博士后藪內直明2人。
此次開發的電池，正極采用多層碳納米管（MWNT）和有機材料的混合材料，負極采用鈦酸鋰（Li4Ti5O12：LTO）。“這應該是首次在正極上采用MWNT”（MIT）。
正極的構造如下。通過將電極反復浸泡在兩種不同的溶液中，交替形成與MWNT和羧基相結合的MWNT-COOH層以及溶液以及與MWNT和氨基相結合的MWNT-NH2層。MWNT-COOH層和MWNT-NH2層的層數為100層不到到最大400層（將2種層作為1組時，最大200組）。由于兩種層中的一種帶正電，一種帶負電，所以通過層積可使其牢固地結合在一起。
論文中介紹，這種電池的特點是可實現非常高的功率輸出，并且此時的能量密度也較高。“低功率輸出時的能量密度雖然與普通鋰離子充電電池沒什么差別，但高功率輸出時，此次的電池顯示出了更大的性能特性”（論文）。
此次的電池在輸出密度為100kW/kg時，單位重量的能量密度為200Wh/kg。低功率輸出時的最大能量密度約為500Wh/kg。不過，這些數值是相對于電極的重量計算的。如果相對于電池整體的重量計算，“將會是這些數值的1/5”（論文）。也即輸出密度約為20kW/kg時，能量密度約為40Wh/kg，低功率輸出時的最大能量密度約為100Wh/kg。
“普通鋰離子充電電池在輸出密度為1kW/kg時，相對于電池重量的能量密度為150Wh/kg。普通電容器在電力密度為10kW/kg時，相對于電容器重量的能量密度為5Wh/kg”（論文）。
與這些已有的電池及電容器相比，此次的電池擁有“輸出密度是鋰離子充電電池的5倍左右、能量密度是電容器的10倍左右的性能”（論文）。
電池的充放電周期特性方面，論文表示即使反復充放電1000次以上，性能也不會發生劣化。
