可提高3倍容量的锡阳极材料成功研发

根据外媒最新消息，华盛顿州立大学日前研究出了一种锂电池新型锡阳极材料。据悉，这种材料应用于锂电池上，能够将锂离子电池电池容量扩大3倍，实现有效缩短充电时间。
    随着智能手机等多功能电子产品耗电的越来越大以及人们生活节奏的越来越快，人们对电池的续航能力以及充电时间都提出了新的要求。一直以来，各国都在不断寻找能够有效提升锂电池容量并且缩短充电时间的材料。据了解，此次，华盛顿州立大学的研究人员主要是用锡取代石墨作为电池阳极。此项研究负责人、该大学机械与材料工程教授格兰特•诺顿（Grant Norton）介绍说，使用锡可以使电池的蓄电能力提高近3倍，并大大缩短充电时间。
    据了解，目前应用在锂电池正极比较成熟的材料是石墨。石墨价格低廉、性能稳定，但是由于能够吸附锂离子的数量有限而导致锂电池容量不够。目前，科学家已经发现其他材料可以吸附更多锂离子并提高电池蓄电量。但使用这些替代性材料需要克服多重困难：找到能够最好地吸附这些锂离子的最适纳米结构；排除可能降低电池性能的潜在故障；找到一种廉价的生产过程，将这些材料制造成电池。
    据悉，硅作为正极能吸附的锂离子数量要比石墨多很多，但是，由于它在电池环境中非常不稳定，会导致电池续航能力降低。但使用硅来大幅提升电池能量密度的可能性还是吸引了大量的研究与投资资金。
    而此次华盛顿州立大学选择锡作为研究对象，是因为锡吸附锂离子的能力比石墨好。虽然吸附锂离子能力比不上硅，但是锡却成为可能提高电池性能的一条捷径。目前，索尼在一些锂离子电池中就采用了锡和其他材料的混合物作为正极。
    据了解，此次诺顿为了使新型材料能够吸附更多的锂离子，将锡培养成针状结构（长度约50纳米），并添加了纹理以增加表面积。诺顿指出，“这类似于水被吸收进入海绵的细胞结构。要吸附尽量多的水，你就需要尽量增大表面积。”
    此外，为了使材料的生产成本更低，诺顿采用了传统的电镀手段。当前，石墨仍必须与一种黏结材料混合才能与铜集流体粘合。而将锡材料直接电镀到导电的铜元件将有助于削减生产步骤与成本。目前，该新型材料还处于实验室阶段，预计一年后能实现商用。有望用在车用动力电池上，以提高电动车续航能力。