LiSnVO4：sol-gel法制備的新型鋰離子電池負極材料

材料牛注：

現已經由簡易、經濟又可拓展的溶膠-凝膠法，成功地利用一種創新、低成本且綠能的鋰錫釩氧化物，來取代傳統的石墨作為鋰離子電池的電極材料，這種材料只要在不受潮的情況下妥善保存，便能有長期的使用周期。

在如今的舒適現代生活中需要有便攜式的電子設備，像是手機、筆記本電腦、數碼相機和攝像機等，這些產品里都包含有可充電的鋰離子電池，如果少了這些儲能電池，這些設備便無法正常運作。

鋰離子電池由陰極、陽級和電解質所組成，電解液是一種含有鋰鹽的液體，在液體內部，鹽存在著帶正電的陽離子跟帶負電的陰離子。例如: 氯化鋰(LiCl)同時存在Li⁺正離子和Cl^-負離子。為了要提高電化學性能和滿足日益增加的鋰離子需求，科學家始終在研究新的電極材料。

商業型鋰離子電池包含三部份：1.正極(陰極)：鋰金屬氧化物，如鈷酸鋰(LiCoO₂)。2. 負極(陽極)：如石墨，3.含有鋰離子的電解液：氯化鋰(LiCl)和六氟磷酸鹽(LiPF₆)等。然而在陽極石墨形成的鋰枝晶，在電池充放電循環時帶來嚴重的安全隱憂(熱失控)，即使是在低溫條件下也不例外。

為了要尋找替換陽極石墨的材料，近年的研究已相當廣泛。在這項研究里，通過溶膠-凝膠法合成鋰錫釩氧化物(LiSnVO₄)。馬來亞大學(Universiti Malaya)的理學院物理系教授：Abdul Kariem Arof博士所組織的研究團隊完成了這項工作。「我們不想要涉及太復雜的化學。」Arof教授說，「這應該是一個直觀、簡單且物美價廉的設備，因此，它很容易規模化以利于實際應用。」

該研究團隊中的Teo Li Ping博士說：「由于沒有國際衍射數據中心(International Centre for Diffraction Data ，ICDD)可用數據來匹配該材料的XRD衍射圖，只能透過演繹和索引軟件來預測晶格結構系統，而我們得出的結構是四方晶結構(近似于SnO₂)。」

這個基于LiSnVO₄的開發中鋰離子電池(LIB)，在第一循環時，表現出1270 mAh g^-1的不可逆放電電容；然而在第二循環時，則分別得到?305 mAh g^-1和275mAh g^-1的放電和充電電容；最后在第53循環結束時，此鋰離子電時仍可達到1伏特211 mAh g^-1的可逆電容。

材料人評論：此種材料在第二次循環時容量衰減極大，有點像正極材料的硅酸錳鋰，離實用化還有很長的一段路要走，但目前限制鋰離子電池容量的仍然是正極材料，此瓶頸不解，鋰離子電池應用前景依然堪憂。

原文鏈接：Novel anode material for lithium-ion batteries

本文由編輯部楊洪期提供素材，洪聖哲編譯，點我加入材料人編輯部