“进化”锂电池的新一代负极材料

材料牛注：向Si中掺入纳米Sn获得的Si-Sn纳米复合负极材料电导率高、储能性良好，可以延长锂离子电池的使用寿命，为锂离子电池注入了新的活力。

RiverSide研发了一种新的Si-Sn纳米复合负极材料。这种阳极材料能增加锂离子电池在使用寿命内的充放电次数。这种“长寿”电池可应用于从掌上电子设备到电子汽车的任何领域中。

期刊Scientific Reports8月3号出版了一篇名为“纳米Sn有效增加硅阳极导电性”的文章，该研究的负责人是加州伯恩斯工程学院机械工程及材料科学与工程的Lorenzo Mangolini副教授。

锂离子电池是个人电子设备最常用的可充电电池。它由三部分组成：正极、负极、锂盐有机溶液。大部分的负极选用石墨材料，但石墨阳极不能制备高性能电池并且限制了电池的应用领域。

研究显示Si、Sn是可以替代石墨的高性能阳极材料。在最新的报道中，Mangolini团队首个证明Si-Sn复合阳极材料可以显著提高电池性能，因为这种复合负极材料电容高达石墨阳极材料电容的三倍，并在多次充放电后依旧非常稳定，这从本质上延长了电池的使用寿命。Si-Sn纳米复合阳极这些优良的特性及其简单的加工工艺，使得锂离子电池在新一代汽车中大有用武之地。

Mangolini指出：“锂离子电池在航天和汽车领域越来越受欢迎，但距离大规模运用有一个突出的问题是电池的电量难以使汽车到达目的地。而我们这项简单而又可靠的技术能够解决这个问题。”向Si中掺Sn而不是掺其他导电材料，例如碳黑等，是因为Sn在提高硅阳极导电性的同时不会降低它的储能效果。这两种材料之间的协同效应使得复合材料性能优于任一单独组分，这得益于锡具有高导电性和高储能性。只需要加入比重为2％的微量锡就可以达到理想效果。

原文链接：Next-Generation Anode to Improve Lithium-Ion Batteries.

文献链接：Tin Nanoparticles as an Effective Conductive Addition in Silicon Anodes.

本文由材料人编辑部杨浩提供素材，吴双平翻译，李卓审核，点我加入材料人编辑部。

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