據外媒報道，日本豐橋技術科學大學（Toyohashi University of Technology）的研究人員通過氣溶膠沉積技術，成功制備了一種用于鋰離子電池的無粘結磷化錫（Sn4P3）/碳（C）復合薄膜電極。Sn4P3顆粒無需粘結劑，就可通過沖擊固結直接凝固在金屬基體上。鋰離子在萃取過程中絡合碳和可控電位窗口均提高了充放電循環穩定性，有利于打造容量更高的先進鋰離子電池。

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　　（圖片來源：日本豐橋技術科學大學官網）

　　鋰離子電池已經廣泛用作便攜式電子設備的電源，由于可作為電動汽車和插電式混合動力汽車的電源，以及可作為可再生能源固定儲能系統，最近引起了人們相當大的關注。為了提高其能量密度，就需要容量更高的陽極材料。盡管理論上看，鋰-硅，鋰-錫等鋰合金的容量大大高于石墨的容量，也得到了廣泛的研究，但是此類合金在電池充放電時，體積會發生極大的變化，因而循環穩定性差。

　　而磷化錫為層狀結構，通常可用作鋰離子電池的高容量合金陽極材料，平均工作電壓為- 0.5 V。研究表明，將納米結構的Sn4P3粒子與碳材料絡合可顯著提升鋰離子電池的循環穩定性。一般來說，電池中的電極都是通過在金屬箔上涂覆由電極活性材料、導電碳添加劑以及粘合劑組成的漿料而制成。而通過碳絡合形成的Sn4P3（Sn4P3/C）陽極，由于使用了大量的導電添加劑和粘合劑以實現穩定循環，因而電極中活性物質的重量減少了約60%至70%。結果，每電極重量的重量比容（包括導電碳添加劑和粘合劑）顯著降低。

　　日本豐橋技術科學大學電力電子信息工程學院的研究人員成功通過氣溶膠沉積（AD）技術，制備了一種用于鋰離子電池的無粘結磷化錫（Sn4P3）/碳（C）復合薄膜電極。在生產過程中，使用簡單的球磨法，可將Sn4P3顆粒與乙炔炭黑絡合，形成的Sn4P3/C顆粒會直接通過沖擊固結凝固在金屬基體上，無需添加任何導電添加劑或粘結劑。該方法可使合成物中Sn4P3的含量至80%以上。此外，還能夠減少復合電極的結構變化，提高鋰萃取反應中，絡合碳和受控電位窗口的循環穩定性。采用AD工藝制備的Sn4P3/C復合薄膜在100、200和400次循環時，重量比容分別為730 mAh g-1、500 mAh g-1和400 mAh g-1。

　　本研究的結果將有助于實現容量更高的鋰離子電池，此外，通過類似的合金反應和去合金化反應，不僅可從Sn4P3中存儲和萃取鋰，還能存儲和萃取鈉，因而可在鈉離子電池中采用Sn4P3電極，實現成本更低的下一代鈉離子電池。