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(jìn)杰出青年人才計劃”的支持下，化學(xué)所分子納米結構與納米技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)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(jìn)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，已廣泛應用于筆記本電腦、手機、攝影機等消費電子產(chǎn)品。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)信息通訊產(chǎn)品、數字娛樂(lè )產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)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(kāi)發(fā)出更高性能的鋰離子電池電極材料。繼研制出V2O5納微復合結構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(kāi)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(shí)，伴隨著(zhù)巨大的體積膨脹，因此循環(huán)性能差，限制了其實(shí)際應用。*近，該課題組通過(guò)設計預留空腔的電極結構，提供了一種簡(jiǎn)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，設計合成出具有特殊納微結構的Sn@C復合材料。該Sn@C納微復合結構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(guò)程中產(chǎn)生的應力，極大地改善了電極材料的循環(huán)性能。電池測試結果表明，100次充放電循環(huán)后，該復合材料仍具有高達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(lái)源：中科院化學(xué)研究所）
