锂离子电池需求与日俱增，消费者对电池技术要求也越来越高，因此为了满足电池市场，德国能源与气候研究所（IEK-1）研发出适用锂电池电极的奈米复合材料，可大幅提升电池储存容量、寿命及充电速度，有望在 1 小时内储存 3 倍电量。
锂电池技术发展以来，虽然跟过去相比电池性能已有长足进步，但智能手机电力顶多撑一天、电动车也需要续航力更久的电池，各国科学家仍努力提升电池的功率密度和充电率。IEK-1 研究员 Dina Fattakhova-Rohlfing 指出，阳极材料是提升电池性能的关键之一。
Fattakhova-Rohlfing 表示，一般来说科学家可用二氧化锡（tin dioxide）材料当阳极，借此提升比容量（specific capacities），与一般碳阳极相比，二氧化锡阳极可以储存更多能量、吸收更多锂离子。然而锡氧化物充放电循环稳定性极差，循环几次后电池容量就会下降。
因此科学家想利用混合材料或是奈米复合材料来打造阳极，该团队则看中石墨烯的结构稳定性与导电性优势，在石墨烯层上研发富含锑（antimony）元素的二氧化锡。锑─二氧化锡粒子尺寸小于 3nm，并可直接“长”在石墨烯层上，且粒子越小越能与石墨烯层接合，提高粒子对石墨烯层体积变化耐受性之余，也能进一步提升锂电池稳定性与寿命。
Fattakhova-Rohlfing 指出，该奈米粒子可提高材料导电性、加快阳极反应速度，与传统石墨阳极相比，1 分钟内可储存的电量多 1 倍，甚至有望在 1 小时内储存 3 倍电量。
该技术可大大提升电池充电速度，还不会损害电池容量，Fattakhova-Rohlfing 表示，充电速度越快、越容易导致电池容量减少，所以以往如果要维持高能量密度，只能降低充电率。但借由含锑阳极，即使经过 1,000 次充放电循环，仍然可以保留 77% 电池容量。
Fattakhova-Rohlfing 指出，团队可用简单且富经济效益方式生产奈米复合材料阳极，此概念也可用于其他类型的锂电池阳极设计，研究也希望该发展可为快充锂电池与高能量密度电池开辟道路。
- Turbocharge for lithium batteries
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：Forschungszentrum Jülich）
