新電池陽極材料 ：可比石墨陽極電池多存儲三倍能量

電池作為能源存儲解決方案，每天都在廣泛的應(yīng)用中使用?？紤]到電動汽車市場的快速增長，尋求先進(jìn)的電池解決方案一直受人關(guān)注。鋰離子電池（Li－Ion）通常用于小型電子設(shè)備和電動汽車，此類電池的最大優(yōu)點是能量密度高（體積小、能量高），而且是許多應(yīng)用的重要部分?，F(xiàn)在，研究人員主要專注于提高其電池容量，改進(jìn)電池設(shè)計，以增加電池充電次數(shù)。

據(jù)外媒報道，德國海德堡大學(xué)（Heidelberg University）和波蘭西波莫瑞工業(yè)大學(xué)（West Pomeranian University of Technology）的研究人員近日得出結(jié)論，金屬氧化物納米晶體（氧化錫SnO2和氧化錳MnO2）可顯著提高電池容量。使用此類材料時，電池能夠比常用的石墨陽極電池多存儲3倍的能量。金屬陽極是相對容易制造的無機(jī)化合物，但是在電池充電／放電的過程中，其具有磨損快和體積變化大的缺點。研究人員通過把金屬氧化物納米晶體包圍3D石墨烯結(jié)構(gòu)來解決該問題。石墨烯可為氧化錫陽極提供更好堅固性、連接性和多孔性，氧化錫陽極內(nèi)部具有更好的電子和離子遷移率。

研究人員提出一種改進(jìn)鋰離子電池陽極材料的新技術(shù)。該研究表明，金屬氧化物納米晶體（氧化錫SnO2和氧化錳MnO2）與空心碳球（HCS）結(jié)合，可顯著提高電池的電化學(xué)性能。研究結(jié)果非常好，在45次循環(huán)充放電后，電池容量達(dá)370mAh ／ g（HCS ／ SnO2）和266mAh ／ g（HCS ／ MnO2）。而在沒有金屬氧化物納米晶體陽極的情況下，電池容量僅為188mAh ／ g。在100次充放電循環(huán)后，結(jié)果仍表明該電池具優(yōu)異的長期循環(huán)穩(wěn)定性。

通常來說，一種材料可能對鋰離子電池來說，是很好的解決方案，但是其未必也適用于其他類型的電池。但是在陽極中應(yīng)用金屬氧化物材料也可為鈉離子電池（Sodium Ions batteries）提供良好性能，鈉離子電池價格更便宜，可能是鋰離子的替代品。

金屬氧化物是成本效益很好的材料，考慮到其可與大規(guī)模生產(chǎn)的空心碳球結(jié)合使用，該陽極材料解決方案具有很大的商業(yè)應(yīng)用潛力。

作者余秋云