新型高容量锂电池负极材料出现

自20世纪90年代索尼公司推出商业化的锂电池后，锂电池在此后20多年取得了极大的发展。但是，作为锂电池最紧要的负极材料，石墨具有的理论比容量惟有372mAh/g，成品电池的功率密度惟有100-150Wh/kg,不能满足下一代高容量高功率电池的需求。因为，寻找新型高容量的负极材料显得迫在眉睫。

Ge具有的理论比容量约为1600mAh/g(4.3倍于石墨)，而且具有非常大的锂离子扩散系数(比Si高两个数量级)，是下一代新型高容量锂电池的理想材料。但是，Ge的低导电性和循环中由于体积形变出现的应力，导致材料的结构不稳定，这些不足妨碍了Ge的进一步使用。

OliverG.Schmidt课题组最新报道了一种新型高导电性Ge/Ti多层薄膜。他们在硅片先旋涂上一层光刻胶，然后采用电子束沉积的办法依次沉积Ge和Ti，最后将样品浸入丙酮，形成多层管状Ge/Ti复合材料。

文中所得多层管状Ge/Ti复合材料，由于Ge与Ge之间有高导电性Ti作为导电通道，极大地提高了复合材料的的导电性(2.38•10-2S•cm-1)，比纯Ge管状材料导电性高两个数量级(1.28•10-4S•cm-1)。另一方面，由于Ti的存在，Ge/Ti复合材料的结构稳定性得到了很大的提高。在材料导电性和结构稳定性都得到很大提高的情况下，可以预见，Ge/Ti复合材料的充放电循环性能和倍率性能都将得到很大的提高。文中模拟电池探测声明，在充放电一百个循环之后，复合材料的比容量稳定在915mAh/g，高于同等条件下的纯Ge电极(480mAh/g)。

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