涡轮增压锂离子电池
锂离子电池是移动电话，平板电脑和电动汽车的最终基准。其存储容量和功率密度远远优于其他可充电电池系统。尽管取得了所有进展，但智能手机电池只能持续一天，电动汽车需要数小时才能充电。因此，科学家们正在努力改善全能电池的功率密度和充电率。 “一个重要的因素是阳极材料，”能源与气候研究所（IEK-1）的Dina Fattakhova-Rohlfing解释道。
Fattakhova-Rohlfing说：“原则上，基于二氧化锡的阳极可以实现更高的比容量，因此比目前使用的碳阳极储存更多的能量，并且能够吸收更多的锂离子。 “然而，纯氧化锡的循环稳定性非常弱 - 电池的储存能力稳步下降，只能充电几次，阳极的体积随着每次充电和放电循环而改变，导致其崩溃“。
解决这个问题的一种方式是混合材料或纳米复合材料 - 含有纳米颗粒的复合材料。科学家在石墨烯基层上开发了一种包含富含锑的氧化锡纳米颗粒的材料。石墨烯基有助于材料的结构稳定性和导电性。氧化锡颗粒的尺寸小于三纳米，换句话说小于百万分之三毫米，并直接“生长”在石墨烯上。颗粒的小尺寸及其与石墨烯层的良好接触也提高了其对体积变化的耐受性 - 锂电池变得更加稳定并且持续更长时间。
一小时内三倍的能量
Fattakhova-Rohlfing解释说：“用锑富集纳米颗粒可确保材料的导电性。 “这使得阳极更快，这意味着它可以在一分钟内储存比传统石墨阳极多一倍的能量，甚至可以储存三倍的能量，通常充电时间为一小时。”
Fattakhova-Rohlfing说：“这种高能量密度以前只能在低充电速率下实现。 “更快的充电周期总是导致容量的快速减少。”然而，由科学家开发的锑掺杂阳极，即使经过1,000次循环后，仍保留其原始容量的77％。
Fattakhova-Rohlfing解释说：“纳米复合材料阳极可以以简单且经济高效的方式生产，其应用概念也可用于锂离子电池其他阳极材料的设计。 “我们希望，我们的发展将为能量密度显着提高且充电时间非常短的锂离子电池铺平道路。”
