奧地利維也納大學和國際科學家合作伙伴開發(fā)出一種用于鋰離子電池的新型納米結構陽極材料，它可以延長電池的容量和循環(huán)壽命。

傳統(tǒng)的鋰離子電池，例如廣泛用于智能手機和筆記本電腦的鋰離子電池，已達到性能極限。維也納大學化學系的材料化學家FreddyKleitz和國際科學家合作伙伴開發(fā)出一種用于鋰離子電池的基于混合金屬氧化物和石墨烯的2D/3D納米復合材料，它可以延長電池的容量和循環(huán)壽命。

基于介孔混合金屬氧化物與石墨烯的結合，該材料可以提供一種新方法，以便在諸如電動或混合動力車輛的大型設備中更好地使用電池。

該研究現(xiàn)已作為《能源材料》最新封面文章發(fā)表，題名為：Spray‐DriedMesoporousMixedCu‐NiOxide@GrapheneNanocompositeMicrospheresforHighPowerandDurableLi‐IonBatteryAnodes。

鋰離子電池是用于移動設備的最廣泛的能量存儲設備以及電遷移的有希望的承載者。研究人員正在尋找新型活性電極材料，以便將電池推向更高水平的高性能和耐用性，并使其更好地用于大型設備。

維也納大學無機化學系功能材料系的FreddyKleitz說：“納米結構鋰離子電池材料可以提供一個很好的解決方案?！庇伤秃献髡呒捌鋱F隊開發(fā)的基于混合金屬氧化物和石墨烯的2D/3D納米復合材料顯著提高了鋰離子電池的電化學性能。他們介紹說：“在我們的測試中，新的電極材料提供了顯著提高的比容量，具有前所未有的可逆循環(huán)穩(wěn)定性，超過3,000次可逆充電和放電循環(huán)，即使在非常高的電流狀態(tài)下也可達到1,280毫安?！倍壳爸髁鞯匿囯x子電池在大約1,000次充電循環(huán)后會失去性能。

常規(guī)陽極通常存在碳材料，例如石墨。金屬氧化物比石墨具有更好的電池容量，但它們非常不穩(wěn)定且導電性較差。研究人員找到了一種方法，可以充分利用這兩種化合物的積極特征。他們開發(fā)了一系列新型電極活性材料，基于混合金屬氧化物和高導電性和穩(wěn)定性石墨烯，與大多數(shù)過渡金屬氧化物納米結構和復合材料相比，具有優(yōu)異的特性。

第一步，研究人員能夠以受控方式均勻混合銅和鎳，以實現(xiàn)混合金屬?；诩{米鑄造（一種生產介孔材料的方法）它們產生結構化的納米多孔混合金屬氧化物顆粒，由于它們廣泛的孔網絡具有非常高的活性反應區(qū)域，用于與來自電池電解質的鋰離子交換。然后，科學家們采用噴霧干燥程序將混合的金屬氧化物顆粒與薄石墨烯層緊密包裹在一起。

該研究作者總結道從：“從環(huán)境的角度來看與現(xiàn)有方法相比，我們針對新型高性能和長效陽極材料的創(chuàng)新工程策略簡單而有效。它是一種水基工藝，因此對環(huán)境友好，隨時可用于工業(yè)級”。