鋰離子電池是移動電話，平板電腦和電動汽車的最終基準。其存儲容量和功率密度遠遠優於其他可充電電池系統。儘管取得了所有進展，但智能手機電池只能持續一天，電動汽車需要數小時才能充電。因此，科學家們正在努力改善全能電池的功率密度和充電率。 “一個重要的因素是陽極材料，”能源與氣候研究所（IEK-1）的Dina Fattakhova-Rohlfing解釋道。
Fattakhova-Rohlfing說：“原則上，基於二氧化錫的陽極可以實現更高的比容量，因此比目前使用的碳陽極儲存更多的能量，並且能夠吸收更多的鋰離子。 “然而，純氧化錫的循環穩定性非常弱 - 電池的儲存能力穩步下降，只能充電幾次，陽極的體積隨著每次充電和放電循環而改變，導致其崩潰“。
解決這個問題的一種方式是混合材料或納米複合材料 - 含有納米顆粒的複合材料。科學家在石墨烯基層上開發了一種包含富含銻的氧化錫納米顆粒的材料。石墨烯基有助於材料的結構穩定性和導電性。氧化錫顆粒的尺寸小於三納米，換句話說小於百萬分之三毫米，並直接“生長”在石墨烯上。顆粒的小尺寸及其與石墨烯層的良好接觸也提高了其對體積變化的耐受性 - 鋰電池變得更加穩定並且持續更長時間。
一小時內三倍的能量
Fattakhova-Rohlfing解釋說：“用銻富集納米顆粒可確保材料的導電性。 “這使得陽極更快，這意味著它可以在一分鐘內儲存比傳統石墨陽極多一倍的能量，甚至可以儲存三倍的能量，通常充電時間為一小時。”
Fattakhova-Rohlfing說：“這種高能量密度以前只能在低充電速率下實現。 “更快的充電週期總是導致容量的快速減少。”然而，由科學家開發的銻摻雜陽極，即使經過1,000次循環後，仍保留其原始容量的77％。
Fattakhova-Rohlfing解釋說：“納米複合材料陽極可以以簡單且經濟高效的方式生產，其應用概念也可用於鋰離子電池其他陽極材料的設計。 “我們希望，我們的發展將為能量密度顯著提高且充電時間非常短的鋰離子電池鋪平道路。”
