德国研发出能显著改善 锂电池性能的新型纳米复合材料

本报讯由德国于利希研究中心能源与气候研究所牵头，与慕尼黑、布拉格的材料研究人员合作，成功研发出一种适用于锂电池电极的新型纳米复合材料。这种材料不仅能显著增加电池的存储容量和寿命，而且还可明显提高电池的充电速度。相关研究成果发表在《ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ》杂志上。

由二氧化锡制成的阳极原则上比目前使用的碳阳极比容量更高，即储存更多的能量，因为它们具有吸收更多锂离子的能力。然而，纯的氧化锡循环稳定性非常差，每次充放电循环后，阳极的容量都会损失，电池的储存能力会持续下降，最终可能导致电池崩溃。因此，研究人员在石墨烯基层上开发了富含氧化锡的锑富集纳米颗粒材料。石墨烯基底能提供结构的稳定性，同时有助于材料的导电性。氧化锡颗粒小于３纳米，与石墨烯层接触良好，提高了电池对容量变化的耐受性，使锂电池更加稳定、寿命更长。

不仅如此，用锑富集纳米颗粒使材料具有极高的导电性，可使阳极充电速度大大提升，单位时间内存储的能量比传统石墨阳极多１．５倍。这种新型纳米复合材料阳极的生产简易且成本低廉，所应用的理念也可用于设计其它的锂离子电池阳极材料。