LiSnVO4：sol-gel法制备的新型锂离子电池负极材料

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现已经由简易、经济又可拓展的溶胶-凝胶法，成功地利用一种创新、低成本且绿能的锂锡钒氧化物，来取代传统的石墨作为锂离子电池的电极材料，这种材料只要在不受潮的情况下妥善保存，便能有长期的使用周期。

在如今的舒适现代生活中需要有便携式的电子设备，像是手机、笔记本电脑、数码相机和摄像机等，这些产品里都包含有可充电的锂离子电池，如果少了这些储能电池，这些设备便无法正常运作。

锂离子电池由阴极、阳级和电解质所组成，电解液是一种含有锂盐的液体，在液体内部，盐存在着带正电的阳离子跟带负电的阴离子。例如: 氯化锂(LiCl)同时存在Li⁺正离子和Cl^-负离子。为了要提高电化学性能和满足日益增加的锂离子需求，科学家始终在研究新的电极材料。

商业型锂离子电池包含三部份：1.正极(阴极)：锂金属氧化物，如钴酸锂(LiCoO₂)。2. 负极(阳极)：如石墨，3.含有锂离子的电解液：氯化锂(LiCl)和六氟磷酸盐(LiPF₆)等。然而在阳极石墨形成的锂枝晶，在电池充放电循环时带来严重的安全隐忧(热失控)，即使是在低温条件下也不例外。

为了要寻找替换阳极石墨的材料，近年的研究已相当广泛。在这项研究里，通过溶胶-凝胶法合成锂锡钒氧化物(LiSnVO₄)。马来亚大学(Universiti Malaya)的理学院物理系教授：Abdul Kariem Arof博士所组织的研究团队完成了这项工作。「我们不想要涉及太复杂的化学。」Arof教授说，「这应该是一个直观、简单且物美价廉的设备，因此，它很容易规模化以利于实际应用。」

该研究团队中的Teo Li Ping博士说：「由于没有国际衍射数据中心(International Centre for Diffraction Data ，ICDD)可用数据来匹配该材料的XRD衍射图，只能透过演绎和索引软件来预测晶格结构系统，而我们得出的结构是四方晶结构(近似于SnO₂)。」

这个基于LiSnVO₄的开发中锂离子电池(LIB)，在第一循环时，表现出1270 mAh g^-1的不可逆放电电容；然而在第二循环时，则分别得到 305 mAh g^-1和275mAh g^-1的放电和充电电容；最后在第53循环结束时，此锂离子电时仍可达到1伏特211 mAh g^-1的可逆电容。

材料人评论：此种材料在第二次循环时容量衰减极大，有点像正极材料的硅酸锰锂，离实用化还有很长的一段路要走，但目前限制锂离子电池容量的仍然是正极材料，此瓶颈不解，锂离子电池应用前景依然堪忧。

原文链接：Novel anode material for lithium-ion batteries

本文由编辑部杨洪期提供素材，洪聖哲编译，点我加入材料人编辑部