德國波蘭聯手研發出金屬氧化物納米晶體 可提升電池存儲能力

蓋世汽車10月22日訊：電池作為能源存儲處理方案，每天都在廣泛的使用中使用。考慮到電動車市場的快速增長，尋求先進的電池處理方案一直受人關注。鋰電池（Li-Ion）通常用于小型電子設備和電動車，此類電池的最大優勢是能量密度高（體積小、能量高），而且是許多使用的緊要部分。今朝，研究人員主要專注于提高其電池容量，改進電池設計，以增加電池充電次數。

據外媒報道，德國海德堡大學（HeidelbergUniversity）和波蘭西波莫瑞工業大學（WestPomeranianUniversityofTechnology）的研究人員近日得出結論，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石墨烯結構來處理該問題。石墨烯可為氧化錫陽極提供更好堅固性、連接性和多孔性，氧化錫陽極內部具有更好的電子和離子遷移率。

研究人員提出一種改進鋰電池陽極材料的新技術。該研究聲明，金屬氧化物納米晶體（氧化錫SnO2和氧化錳MnO2）與空心碳球（HCS）結合，可顯著提高電池的電化學性能。研究結果非常好，在45次循環充放電后，電池容量達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次充放電循環后，結果仍聲明該電池具優異的長期循環穩定性。

鋰電池是一種二次電池（充電電池），它主要依賴鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態；放電時則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現代高性能電池的代表。

通常來說，一種材料可能對鋰電池來說，是很好的處理方案，但是其未必也適用于其他類型的電池。但是在陽極中使用金屬氧化物材料也可為鈉離子電池（SodiumIonsbatteries）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，考慮到其可與大規模加工的空心碳球結合使用，該陽極材料處理方案具有很大的商業使用潛力。

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