高性能鋰離子電池負極材料
在國家自然科學(xué)基金委、科技部以及中科院化學(xué)所“引進杰出青年人才計劃”的支持下，化學(xué)所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點實驗室的研究人員，成功研制出一種具有優(yōu)異循環(huán)性能的高容量鋰離子電池負極材料。研究成果發(fā)表在近期的《先進材料》（Adv. Mater. (2008, 20, 1160－1165)）上，并被Nanowerk網(wǎng)站評述。
鋰離子電池是目前能量密度*高的綠色二次電池，已廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手機、攝影機等消費電子產(chǎn)品。隨著無線信息通訊產(chǎn)品、數(shù)字娛樂產(chǎn)品、電動汽車、電動工具等領(lǐng)域的高速發(fā)展，對鋰離子電池的能量密度、功率密度和壽命提出了更高的要求，迫切需要開發(fā)出更高性能的鋰離子電池電極材料。繼研制出V2O5納微復(fù)合結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料（Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44,4391－4395）之后，*近化學(xué)所的科研人員又開發(fā)出高性能的鋰離子電池負極材料。
金屬錫可以和Li形成高達Li4.4Sn的合金，具有很高的理論比容量（992mAh/g），引起了人們的廣泛關(guān)注。然而Li與Sn形成合金時，伴隨著巨大的體積膨脹，因此循環(huán)性能差，限制了其實際應(yīng)用。*近，該課題組通過設(shè)計預(yù)留空腔的電極結(jié)構(gòu)，提供了一種簡易的解決方案，成功地把Sn納米顆粒填充到彈性的碳空心球中，設(shè)計合成出具有特殊納微結(jié)構(gòu)的Sn@C復(fù)合材料。該Sn@C納微復(fù)合結(jié)構(gòu)中含有一定體積的空腔，使得嵌Li體積膨脹后的Li4.4Sn合金也可以被容納在C空心球中，從而消除了Li插入/脫出過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，極大地改善了電極材料的循環(huán)性能。電池測試結(jié)果表明，100次充放電循環(huán)后，該復(fù)合材料仍具有高達550mAh/g的比容量，為目前廣泛使用的石墨負極材料理論比容量（372mAh/g）的1.5倍，是一種很有前途的高容量鋰離子電池負極材料。（來源：中科院化學(xué)研究所）
