鋰離子電池，以容量、安全性、穩(wěn)定性的儲能優(yōu)勢成為了人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕M成部分，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到很多二次電源系統(tǒng)中去，比如微型便攜式電子產(chǎn)品、電動汽車和電網(wǎng)調(diào)峰等。
然而，從上世界九十年代鋰電池被大規(guī)模應(yīng)用以來，其容量并沒有顯著的提升，伴隨著現(xiàn)在智能手機要求的待機時間長、電動汽車要求跑得更遠、電網(wǎng)調(diào)峰要求的儲電量大，鋰離子電池似乎顯得無力，其根本原因在于鋰電池的電極材料容量難以突破限制。舉個例子，商用負極材料只能采用理論容量為372 mA h/g的低比容量碳基材料。盡管研究發(fā)現(xiàn)，Si、Ge、Sn等單質(zhì)作為負極具有很高的比容量，但由于在多次使用后的容量快速衰減，使其難以實際應(yīng)用。近年來，二氧化錫（SnO2）負極材料具有優(yōu)越的循環(huán)性能而受到極大關(guān)注，其理論容量（783 mA h/g）已經(jīng)達到了石墨負極的兩倍。然而，現(xiàn)有SnO2和單質(zhì)負極材料都在鋰離子電池電化學過程中無法克服體積膨脹的應(yīng)用瓶頸，循環(huán)穩(wěn)定性難以滿足應(yīng)用需求。因此，如何開發(fā)新的高循環(huán)穩(wěn)定性/高容量的SnO2基鋰電負極材料具有重要意義。
不久前，由北京大學化學與分子工程學院新能源材料與器件課題組與中國科學院硅酸鹽研究所、美國賓夕法尼亞大學以及北京工業(yè)大學等聯(lián)合研究，發(fā)明了一種基于獨創(chuàng)制備技術(shù)的黑色二氧化錫納米材料，該材料作為鋰電負極具有1340 mA h/g的可逆容量，遠優(yōu)于SnO2的理論容量極限（783 mA h/g）。該材料該材料與石墨烯復合后更顯示出極其優(yōu)越的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，在0.2 A/g電流密度下循環(huán)100圈之后容量不衰減，保持950 mA h/g的容量；在2 A/g的大電流下保持具有700 mA h/g的容量。
然而，從上世界九十年代鋰電池被大規(guī)模應(yīng)用以來，其容量并沒有顯著的提升，伴隨著現(xiàn)在智能手機要求的待機時間長、電動汽車要求跑得更遠、電網(wǎng)調(diào)峰要求的儲電量大，鋰離子電池似乎顯得無力，其根本原因在于鋰電池的電極材料容量難以突破限制。舉個例子，商用負極材料只能采用理論容量為372 mA h/g的低比容量碳基材料。盡管研究發(fā)現(xiàn)，Si、Ge、Sn等單質(zhì)作為負極具有很高的比容量，但由于在多次使用后的容量快速衰減，使其難以實際應(yīng)用。近年來，二氧化錫（SnO2）負極材料具有優(yōu)越的循環(huán)性能而受到極大關(guān)注，其理論容量（783 mA h/g）已經(jīng)達到了石墨負極的兩倍。然而，現(xiàn)有SnO2和單質(zhì)負極材料都在鋰離子電池電化學過程中無法克服體積膨脹的應(yīng)用瓶頸，循環(huán)穩(wěn)定性難以滿足應(yīng)用需求。因此，如何開發(fā)新的高循環(huán)穩(wěn)定性/高容量的SnO2基鋰電負極材料具有重要意義。
不久前，由北京大學化學與分子工程學院新能源材料與器件課題組與中國科學院硅酸鹽研究所、美國賓夕法尼亞大學以及北京工業(yè)大學等聯(lián)合研究，發(fā)明了一種基于獨創(chuàng)制備技術(shù)的黑色二氧化錫納米材料，該材料作為鋰電負極具有1340 mA h/g的可逆容量，遠優(yōu)于SnO2的理論容量極限（783 mA h/g）。該材料該材料與石墨烯復合后更顯示出極其優(yōu)越的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，在0.2 A/g電流密度下循環(huán)100圈之后容量不衰減，保持950 mA h/g的容量；在2 A/g的大電流下保持具有700 mA h/g的容量。
而且，通過細致的研究，發(fā)現(xiàn) 獨特的黑色二氧化錫新材料不同于現(xiàn)有的二氧化錫，它具有優(yōu)異電子導電性和豐富氧空位的特征，誘導出納米活性材料的還原反應(yīng)具有各向同性，從而形成了一個熱力學高度穩(wěn)定的Sn和Li2O均勻分散的微觀復合納米結(jié)構(gòu)，最終解決了循環(huán)過程中金屬Sn團聚的科學難題。同時，研究人員還有一個意外發(fā)現(xiàn)，這個特殊的微觀復合納米結(jié)構(gòu)可以保證金屬錫在儲能電化學反應(yīng)中完全可逆氧化為二氧化錫（圖），這個現(xiàn)象和機理尚未在其他文獻中見到過。基于新的儲電機理，二氧化錫負極材料的理論容量從原來的783 mA h/g提高到新機理的1494 mA h/g。研究者發(fā)明的黑色二氧化錫為設(shè)計和合成其它新型電負極材料提供了一種新的思路，同時也極具高容量鋰電負極材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價值。 
高電壓型鋰離子電池電解液
通用型鋰離子電池電解液
高溫型鋰離子電池電解
低溫型鋰離子電池電解液
