傳統(tǒng)鋰離子電池(以石墨作負(fù)極，理論容量370mAh/g)已不能滿足電池對(duì)能量密度的需求。而鋰金屬負(fù)極由于在使用過(guò)程中的鋰枝晶、體積膨脹、高反應(yīng)活性等問(wèn)題，始終不能工業(yè)化。在這樣的背景下，鋰合金或許是不錯(cuò)的選擇。

近日，斯坦福大學(xué)研究人員首先將制備的鋰合金(LixM)納米顆粒包覆于具有優(yōu)異疏水性能、低氣體滲透性能的石墨烯(<10層)材料之中，隨后將鋰合金/石墨烯負(fù)極材料分別應(yīng)用于以LiFePO4、V2O5、S為正極材料的鋰電池中，并以鋰金屬負(fù)極、石墨烯負(fù)極做為參照實(shí)驗(yàn)，高電流密度充放電使用情況下，測(cè)試了電池的電化學(xué)性能，并對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行了SEM、TEM、XPS、柔韌性和強(qiáng)度、疏水性表征。

結(jié)果表明：鋰合金/石墨烯作為負(fù)極的電池，高電流密度下充放電循環(huán)400次后，電池依然能夠保持初始容量的98%。

這主要是因?yàn)長(zhǎng)ixM合金材料能夠有效應(yīng)對(duì)嵌鋰-脫鋰過(guò)程所帶來(lái)的體積膨脹變化；而且包覆的石墨烯材料具有較好的疏水性能、較低的氣體滲透性能，提高了負(fù)極的穩(wěn)定性(防止與空氣、水、電解液的反應(yīng))；此外對(duì)鋰硫電池而言，包覆的石墨烯材料抑制了多硫化合物與負(fù)極的反應(yīng)，降低了正極硫活性物質(zhì)的損耗，得以保持電池的容量。