材料牛注：研究者們*新研發出了硅-錫復合陽極材料，用這種材料來替代傳統的石墨材料可以大大提高鋰離子電池的電容量和穩定性，這將大大減輕民眾對汽車電池容量不夠的擔憂。
近(jin)日，加州大學河濱分校(xiao)的研(yan)究者們(men)研(yan)發出(chu)了一種新的硅-錫復(fu)合陽極材料，這(zhe)種材料可以(yi)應用(yong)于在達到(dao)使用(yong)壽(shou)命之前可多次充放電(dian)的鋰離子電(dian)池。這(zhe)種持久性電(dian)池得到(dao)了廣(guang)泛(fan)使用(yong)，從掌(zhang)上電(dian)子設(she)備到(dao)電(dian)動車輛都可以(yi)看到(dao)它的身影(ying)。
這(zhe)周(zhou)三（8月3日）《科學報告》雜志出版(ban)了(le)一(yi)篇標題為(wei)“錫納米顆粒可以作為(wei)硅陽極材(cai)料的有效(xiao)導電添加物(wu)”的文(wen)章來描述該課(ke)題研究(jiu)。該科研項目是由加州大學河濱分(fen)校蓋瑞安(an)德森管理學院機械(xie)工程(cheng)和材(cai)料科學與(yu)工程(cheng)副教授Lorenzo Mangolini領導的。
鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，作為(wei)個人電(dian)(dian)(dian)子產品領域*受(shou)歡迎(ying)的(de)可充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，它(ta)可由陽極、陰(yin)極和溶解(jie)在有機溶劑中的(de)鋰(li)鹽三部分組成。雖然石(shi)墨是大多數陽極所(suo)使用(yong)的(de)材料，但同時(shi)它(ta)也(ye)限制了電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)性(xing)能(neng)提升和應(ying)用(yong)拓展。
經(jing)過(guo)長期的科學研究(jiu)，我們(men)發(fa)現硅(gui)和錫都是可(ke)替代石墨的新型高性(xing)能陽極(ji)材料。在(zai)*近的研究(jiu)中，Mangolini的團隊率(lv)先提(ti)出將兩種材料結合(he)(he)為一種復合(he)(he)材料，此舉導致電池性(xing)能劇烈提(ti)高。除了(le)可(ke)以將電容量增至石墨電池的三倍以外，硅(gui)-錫納米復合(he)(he)電池在(zai)多次充(chong)放電循環(huan)中也是極(ji)其穩定(ding)，本質上說這一性(xing)能可(ke)以推(tui)廣(guang)至它的整(zheng)個使用壽命。
Mangolini說：“鋰離子電(dian)池逐(zhu)漸在(zai)電(dian)動(dong)車輛和航空航天(tian)應用(yong)上普及開來，但(dan)是在(zai)大范圍(wei)采用(yong)之(zhi)前迫(po)切需(xu)要減緩(huan)范圍(wei)性焦慮——民眾擔心一輛車沒有足夠的(de)(de)電(dian)量達到目的(de)(de)地。任何能改(gai)善這一情(qing)況的(de)(de)技術只要簡單(dan)可擴展，都是受歡(huan)迎的(de)(de)，而我們的(de)(de)新(xin)技術正好符合這些標準。”他還(huan)說，將錫添(tian)加到硅中，而不是另(ling)一種諸如炭黑的(de)(de)導(dao)電(dian)材料，此舉將避免硅的(de)(de)低導(dao)率，從而減少了能量存儲的(de)(de)損耗(hao)。
“這兩種材(cai)料(liao)(liao)之間的(de)協同效(xiao)(xiao)應導致(zhi)電(dian)池的(de)性(xing)能超(chao)過了(le)每種材(cai)料(liao)(liao)單獨存在時的(de)性(xing)能，這種性(xing)能的(de)提升是因為錫具(ju)有高(gao)的(de)導電(dian)率和(he)能量(liang)存儲容(rong)量(liang)，添(tian)加2%重量(liang)的(de)錫就可以實現這一(yi)效(xiao)(xiao)果(guo)”，Mangolini說。
