为了让锂离子电池性能更上一层楼，科学家们正孜孜不倦研究新电极与电解质材料，像是奥地利维也纳大学便透过石墨烯与混合金属氧化物打造全新的奈米结构阳极，有助延长电池寿命与提高电池容量，让将来的消费者可使用效能与寿命兼具的电池。
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和无记忆效应等优点，除了是目前 3C 设备最常见的电池，也常用于再生能源电池储能系统与电动车，而许多学者也不断寻找活性电极材料，希望能进一步提升电池的性能与寿命。
目前传统电池阳极多采用石墨等碳材料，这是因为金属化合物虽然可提升电池容量，但存有不稳定与电导性差等缺点，维也纳大学无机化学功能材料系博士 Freddy Kleitz 指出，对此团队提出一项解决方案，结合混合金属氧化物和具稳定性、电导性优势的石墨烯，这样一来就可让两种材料的优点集于一身，有助提升电池效能。
团队首先在实验室中均匀混合铜与镍金属，并用孔洞奈米铸造方式将混合金属变成多孔混合金属氧化物粒子，这些孔洞的高活性反应区域广、可增加锂离子交换范围，最后科学家再运用喷雾干燥法将混合金属氧化物粒子与石墨烯封装。
维也纳大学团队认为由混合金属氧化物与石墨烯组成的 2D / 3D 奈米复合材料可提升电池的电化学性能，Kleitz 表示，实验测试指出，新型电极材料可大幅提升电池的比容量，即使电流高达 1,280 豪安倍，充放电循环仍可达到 3,000 次，相较之下一般电池在 1,000 次循环之后就会失去功用。
为实现环境友善与方便未来大规模工业化，团队也有在制程方面进行改良，与传统方法相比，新型材料与阳极制造采用采用水基制程（water-based process），不仅过程更简单高效，也对生态环境更加友善，有望满足未来工业用需求。
锂离子电池的应用相当广泛，小至智能手机、笔记型电脑，大到电动车或是再生能源电池储能系统都可看到它们的身影，而随着环保与节能减碳意识崛起，未来锂离子电池的重要性将会愈来愈高，若维也纳大学团队之后成功将技术带离实验室，将对将来各领域大有裨益。目前研究已发表在《Advanced Energy Materials》。
- For a longer battery life: Pushing lithium ion batteries to the next performance level
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：维也纳大学）
