鋰離子電池的應用范圍仍在不斷擴大，包括為從智能手機、筆記本電腦到電動汽車的一切提供動力，而所有這些，都是通過使用石墨作為陽極來實現的——設備的負極。但與此同時，鋰電池容量也仍受到主要負極材料石墨性能的限制。因此，陽極成為有希望提高電池性能的科學家的一個關鍵焦點。

近日，俄羅斯國立科技大學MISIS的材料科學家團隊就為鋰電池開發(fā)了一種極具前途的陽極材料——研究人員通過對一種新創(chuàng)造的材料進行實驗，發(fā)現了一種電池設計，特別是提供當今鋰電池容量三倍的能力。這一突破來自將電池電極之一的材料替換為空心納米球，使設備不僅可以容納更多電量，而且在令人印象深刻的時間內保持穩(wěn)定。Image

具體來說，研究人員通過一種稱為超聲波噴霧熱解的技術，利用超聲波將特殊金屬的離子轉化為霧氣，然后在高溫下蒸發(fā)水，以創(chuàng)造出一種符合要求的空心多孔結構的微觀球體。

這些微觀球體被集成到鋰電池中作為陽極中并進行測試，在進一步的測試中，研究人員發(fā)現，這種新型材料不僅為電池提供了傳統鋰離子電池的幾倍容量，而且陽極的空心性質在1000多個充電周期中得到了很好的保留。此外，還可以緩沖充電過程中發(fā)生的音量變化，幫助電池在令人印象深刻的長壽命內保持穩(wěn)定。

研究人員表示，他們提取的多孔納米結構微球（成分為Cu0.4Zn0.6Fe2O4）作為陽極材料，其容量是市場上現有電池的三倍。此外，與其他有前途的石墨替代品相比，它允許充電-放電循環(huán)的數量增加五倍。這種改進則是基于特殊納米結構和使用元素組合的協同效應而實現的。

與此類研究一樣，將這些有前途的實驗結果在受控實驗室環(huán)境中轉化為電池，為智能手機供電三天，絕非簡單的事情。但如此高的容量和出色的循環(huán)穩(wěn)定性是下一代電池非常理想的屬性，這項研究或許為該領域的科學家開辟了另一個有希望的探索途徑，也為鋰電池更廣闊的應用前景開辟了道路。

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