當(dāng)下許多致力于改善鋰電池的研究，都集中在電極所用的材料上，因為材料用于存儲離子以產(chǎn)生電流。盡管石墨是目前的首選，但其它材料的確可以保證更大的容量、使用壽命、以及更快的充電速度，正式需要在某些重要的方面做出一定的妥協(xié)。好消息是，普渡大學(xué)的科學(xué)家們，剛剛提出了一種類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的“納米鏈”（Nanochains）新設(shè)計，使得高級電極材料能夠發(fā)揮更大的效用。

當(dāng)下科學(xué)家們正在尋找各種性能更佳優(yōu)異的材料，來替代通常用于鋰電池的石墨材料，但也經(jīng)常面臨著其它復(fù)雜的挑戰(zhàn)，比如重量太大、形狀不規(guī)則而難以用于商業(yè)產(chǎn)品上。

在持續(xù)努力下，普渡大學(xué)的一支研究團隊聲稱，其在一種被稱為銻（Antimony）的準(zhǔn)金屬材料研究方面，取得了重大的突破。

據(jù)悉，銻（Sb）已經(jīng)被人類使用數(shù)千年，甚至可追溯到埃及的文物花瓶、甚至被婦女用作眼線筆。現(xiàn)如今，它作為一種阻燃材料，在電視屏幕和其它電氣設(shè)備中也得到了廣泛的運用。

而電池研究人員的興趣，則源于該材料已證實的“可增強實驗性鋰離子電池的充電性能”的特性。只是截至目前，將其內(nèi)置到可為智能機供電的鋰離子電池中，仍存在著棘手的問題。

銻納米鏈的三維結(jié)構(gòu)（圖自：Applied Nano Materials）

研究人員發(fā)現(xiàn)，使用銻金屬和其它類似金屬作為電極成分，會使材料在充電時膨脹至原始尺寸的三倍。普渡大學(xué)化學(xué)工程副教授 Vilas Pol 表示：

若貿(mào)然在智能機電池中運用，無異于隨身攜帶著一枚隨時可能失效的手雷。而為了克服這項設(shè)計缺陷，Vilas Pol 與同事們提出了一個很好的想法。

通過在混合物中添加一種被稱作氨硼烷（ammonia -borane）的還原劑、以及一種成核劑（nucleating agent），研究團隊能夠?qū)⑽⑿〉膯蝹�銻顆粒結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

氨硼烷是其中的關(guān)鍵，因為它能夠在納米鏈中形成空隙，使得材料不會因膨脹而失效。有趣的是，研究團隊發(fā)現(xiàn)該方案也僅適用于特定類型的氯化銻（antimony-chloride）化合物。

其在實驗室中測試了采用新方案的電池，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原型電池可在 100 個充放電循環(huán)中，保持鋰離子容量的穩(wěn)定。

Vilas Pol 表示：在前百個充放電周期內(nèi)，它基本上沒有發(fā)生什么變化。這意味著我們沒理由懷疑它會在第 102 周期有什么不同。

(關(guān)鍵字：銻納米鏈電極 鋰電池)