新型高容量鋰電池負極材料出現

自20世紀90年代索尼公司推出商業化的鋰電池后，鋰電池在此后20多年取得了極大的發展。但是，作為鋰電池最緊要的負極材料，石墨具有的理論比容量惟有372mAh/g，成品電池的功率密度惟有100-150Wh/kg,不能滿足下一代高容量高功率電池的需求。因為，尋找新型高容量的負極材料顯得迫在眉睫。

Ge具有的理論比容量約為1600mAh/g(4.3倍于石墨)，而且具有非常大的鋰離子擴散系數(比Si高兩個數量級)，是下一代新型高容量鋰電池的理想材料。但是，Ge的低導電性和循環中由于體積形變出現的應力，導致材料的結構不穩定，這些不足妨礙了Ge的進一步使用。

OliverG.Schmidt課題組最新報道了一種新型高導電性Ge/Ti多層薄膜。他們在硅片先旋涂上一層光刻膠，然后采用電子束沉積的辦法依次沉積Ge和Ti，最后將樣品浸入丙酮，形成多層管狀Ge/Ti復合材料。

文中所得多層管狀Ge/Ti復合材料，由于Ge與Ge之間有高導電性Ti作為導電通道，極大地提高了復合材料的的導電性(2.38•10-2S•cm-1)，比純Ge管狀材料導電性高兩個數量級(1.28•10-4S•cm-1)。另一方面，由于Ti的存在，Ge/Ti復合材料的結構穩定性得到了很大的提高。在材料導電性和結構穩定性都得到很大提高的情況下，可以預見，Ge/Ti復合材料的充放電循環性能和倍率性能都將得到很大的提高。文中模擬電池探測聲明，在充放電一百個循環之后，復合材料的比容量穩定在915mAh/g，高于同等條件下的純Ge電極(480mAh/g)。

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