美国西北大学的研究人员设计了一种使用“皱巴巴的石墨烯球”来改进锂离子电池的方法。该团队解释说，在目前的电池中，锂通常原子分布在阳极中的另一种材料如石墨或硅中。但是，使用其他材料可以“稀释”电池的性能。

由于锂是一种金属，单独使用锂是合乎逻辑的，但研究人员多年来一直试图这样做而没有取得足够的成功。最大的挑战是当锂充电和放电时，它会产生枝晶和细丝，对安全性和可靠性有影响。该团队表示：“充其量，它会导致电池性能迅速下降。最坏的情况是，它会导致电池短路甚至着火。”

一种解决方案涉及通过实施“多孔支架”绕过电池的破坏性树突，尽管这会引起不同的问题。研究人员解释说：“随着电池循环，锂沉积在多孔载体上，然后从多孔载体上溶解，其体积波动很大。这种体积波动会引起应力，从而破坏多孔载体。”

科学家们提出了一种解决方案，“使电池重量更轻，能够容纳更多的锂”。他们使用了由皱巴巴的石墨烯球制成的脚手架。据报道，由于它们的纸球状形状，该方法可以容易地堆叠以形成多孔支架。它可以防止枝晶生长，但也可以承受来自锂的波动体积的应力。

研究人员补充说：“制造能够保持高压力的一种通用哲学就是让它变得如此强大以至于它不会破碎。” “我们的策略是基于一个相反的想法。我们的脚手架不是试图使其牢不可破，而是由松散堆叠的颗粒制成，可以随时重新安装。”

皱巴巴的石墨烯球是超细颗粒，看起来像皱巴巴的纸球。它们通过将石墨烯基片的分散体雾化成微小水滴而形成。当水滴蒸发时，它们产生毛细作用力，将薄片压成小型纸球。

在团队的电池中，皱折的石墨烯支架容纳锂在阴极和阳极之间循环时的波动。当锂沉积时，皱巴巴的球可以分开，然后在锂耗尽时自由地组装回来。由于球是导电的并且允许锂离子沿其表面快速流动，因此支架形成连续导电的多孔动态锂网络。

与使用石墨作为阳极中的主体材料的电池相比，该解决方案重量轻得多并且可以在循环期间稳定更高的锂负载。虽然典型的电池封装的锂厚度仅为几十微米，但这种电池可以保持150微米高的锂电池。该团队已通过西北大学的创新和新风险投资办公室（INVO）提交了临时专利。

西北大学的研究人员多年来一直致力于利用皱巴巴的石墨烯球。早在2011年，他们发现将石墨烯片压皱成球状会表现出应变硬化行为 - 这意味着这些球在溶液和干燥状态下都能显着抵抗聚集。2016年，他们针对汽车中由于摩擦产生的燃料浪费问题，并测试了皱巴巴的石墨烯球作为润滑剂添加剂。