【正文】 種新型的硅納米管狀結(jié)構(gòu)，他們用多孔氧化鋁做模板，用化學(xué)沉積法制成一層碳包裹的硅納米管，表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)性能。h/ g，在循環(huán)200次后，仍有89%的容量保持率。納米管被一層很薄的無定形碳覆蓋。h/ g、3247 mA 高的庫(kù)侖率可能是因?yàn)楸〉奶紝訙p少了硅與電解液的接觸，提高了穩(wěn)定的SEI膜在納米管表面和內(nèi)部的生成。納米管的孔壁厚度最初為~40nm，盡管厚度擴(kuò)展到~300nm，但材料并沒有粉化，證明了硅納米顆粒尺寸小于20nm時(shí)，可以增加斷裂韌性；納米線的直徑小于100納米時(shí)，可以增強(qiáng)材料的機(jī)械強(qiáng)度。這些氧化物的比容量很高，但可逆容量損失較大，循環(huán)性差，而納米材料具有比表面積大,離子擴(kuò)散路徑短,蠕動(dòng)性強(qiáng)和塑性高等特點(diǎn),所以納米金屬氧化物的性質(zhì)往往與眾不同。發(fā)現(xiàn)CoO、Co3O4的比容量遠(yuǎn)高于石墨的理論比容量（～372 mA h/ g 。h/ g 。以CuO2為例，1um尺寸的的CuO2微粒，其在首次放電的容量損失后，基本保持在350 mA 這是因?yàn)榧{米顆粒由于顆粒尺寸小，比表面積大，可以有效降低鋰離子的遷移路徑，緩解鋰離子插入和脫出活性材料產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使循環(huán)穩(wěn)定性好。因此，過渡金屬氧化物納米材料有一個(gè)最佳尺寸，以達(dá)到最佳保持率。例如SnO2納米線、Co2O3納米線還有TiO2納米線。在充電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿著納米線的反應(yīng)面，并且造成膨脹，拉長(zhǎng)和螺旋等變化，這個(gè)反應(yīng)面是一個(gè)美杜莎區(qū)，它含有高密度的非固定位錯(cuò)，這是連續(xù)核和一個(gè)吸附的移動(dòng)面。由于鋰化的誘導(dǎo)量，膨脹化和可塑性，和電極材料的霧化是最主要的機(jī)械效應(yīng)，從而使得鋰離子電池的高容量陽極的性能和壽命得到了損壞。而在其他的觀察和探究下都得到了SnO2納米線作為鋰離子電池負(fù)極材料的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，從而此觀察為鋰離子電池的更先進(jìn)化提供了一個(gè)參考方向。他們利用氨蒸發(fā)誘導(dǎo)法代替模板法，選擇Ti薄片作為導(dǎo)電基質(zhì)，直接在導(dǎo)電基質(zhì)上生長(zhǎng)納米線陣列。并且使電極電解液有較高的接觸面積以及可以為材料應(yīng)變提供足夠的緩沖。Co3O4納米線是單晶且為介孔結(jié)構(gòu)， 在第一次充放電時(shí)，在倍率為1C時(shí)，首次放電的容量為1124 mA h/ g 。 觀察發(fā)現(xiàn)，在充放電過程中，納米線保持其結(jié)構(gòu)的完整性，Co3O4先生成Co，再轉(zhuǎn)化為CoO。在相同的條件下，20次循環(huán)后，混合粉粒的比容量?jī)H有80 mA h/ g，而Co3O4納米線陣列的比容量保持在700 mA 在同類的納米線材料中，這是一個(gè)很高的數(shù)值。h/ g)，SnO2納米線(~400mA h/ g)等。與之相比，隨著倍率的增加，非自支持納米線和混合粉粒其比容量快速衰減。（1）這種納米線陣列結(jié)構(gòu)保證每根納米線參與導(dǎo)電，且每根納米線均與電解液充分接觸，導(dǎo)電性能好；（2）相鄰納米線間的空隙有利于電解質(zhì)的擴(kuò)散；（3）納米線具有介孔結(jié)構(gòu)，增大了納米線陣列的表面積，使Co3O4與電解液的接觸面積增大，降低了鋰離子的擴(kuò)散路程，可以緩沖體積膨脹引起的應(yīng)變，提高了材料的性能。但因充電時(shí)，負(fù)極表面形成枝晶，造成電池短路，于是人們開始尋找一種能替代金屬鋰的負(fù)極材料。據(jù)報(bào)道，鋰能與許多金屬M(fèi)(M =Al、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Ag、Au、Zn 等)在室溫下形成金屬間化合物[36]，由于鋰合金形成反應(yīng)通常為可逆，因此能夠與鋰形成合金的金屬理論上都能夠作為鋰離子電池負(fù)極材料。同時(shí)，合金材料由于加工性能好、導(dǎo)電性好等優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是極有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N負(fù)極材料。目前研究表明，鋰合金負(fù)極材料的充放電機(jī)理實(shí)質(zhì)上就是合金化與脫合金化反應(yīng)，該過程導(dǎo)致的巨大體積變化是目前亟需克服的問題。錫基氧化物由于其高的比容量，引起了研究者的強(qiáng)烈的興趣。 Jie Fan等[37]研究了一種規(guī)則的、納米結(jié)構(gòu)的錫基氧化物與碳材料復(fù)合的納米材料（簡(jiǎn)寫為ONTC）的性能。錫基氧化物材料由疏水磷酯OP（OCH3）與親水型SnCl2共沉積生成Sn2P2O7，Sn/。 測(cè)試材料的電化學(xué)性能，另兩種材料為15nm尺寸的SnO2填充三嵌段聚合物P123（記為納米二氧化錫）、錫基氧化物的混合材料（納米MTBO），納米MTBO由四價(jià)的錫氧化物和二價(jià)、四價(jià)的磷酸鹽組成。h/ g，納米SnO2復(fù)合材料的放電容量為1470mA ONTC的放電容量略低于納米SnO2，原因是在首次放電時(shí)，生成SEI膜覆蓋在ONTC表面。h/ g，納米SnO2為358mA ONTC容量高的原因是二價(jià)錫的存在，可以吸附鋰離子還原SnO。循環(huán)30次后，%，%，%，部分容量的增加可能來自碳模板。4 結(jié)束語電子信息時(shí)代使對(duì)移動(dòng)電源的需求快速增長(zhǎng)，鋰離子電池經(jīng)過近二十年的發(fā)展，已經(jīng)成為一種相對(duì)成熟的技術(shù)，由于它具有體積小、重量輕、高儲(chǔ)能、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、空間技術(shù)、國(guó)防工業(yè)等多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)于前者，有研究者提出添加其它組分來克服，目前正級(jí)材料的能量密度以每年30~50mAh/g至于負(fù)極，作為嵌鋰材料，碳納米管及因其特殊的結(jié)構(gòu)將成為高密度嵌鋰材料的最佳選擇，納米結(jié)構(gòu)可以提供更高的嵌鋰容量，但其制備方法及如何堆積尚不明確，仍是相關(guān)研究的重要方向。固體鋰離子電池因具有更高的安全性能，在未來的電動(dòng)汽車上有很好的應(yīng)用前景，許多國(guó)家和一些大的企業(yè)集團(tuán)都在加大這方面的研發(fā)力度。它是一門復(fù)雜的科學(xué)，還需要靠無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、固體與表面化學(xué)等多方面的配合來取得更大的發(fā)展。參考文獻(xiàn)1. 吳宇平，張漢平，吳鋒，【M】北京化學(xué)工業(yè)出版社，2006:45；2. 趙娜紅，鋰離子電池用一維納米材料的制備與電性能研究，2008復(fù)旦大學(xué)博士論文；3. 饒睦敏，黃啟明，李偉善，鋰離子電池納米負(fù)極材料的研究進(jìn)展2008WElectrochem19963096 。G,KodayokawaY.Kagaku，1997，65(3)：296 。.PowerSources．1997．81—82：187 。S,YZPower9. Maurin, G. Bousquet, Ch. Henn, F. Bernier, , , B. Chem. Phys. Lett. 1999, 312, 14.10. SeungMin Paek,Eunjoo Yoo,Itaru LETTERS,2009,7275；11. Ping Wu, Ning Du,* Hui Zhang, Jingxue Yu, and Deren . Phys. Chem. C 2010, 114, 22535–22538 22535。 J. AM. CHEM. SOC. 2010，132,40,139781398。14. WeiMing Zhang, XingLong Wu, JinSong Hu, YuGuo Guo,et . Funct. Mater. 2008, 18, 3941–3946。16. Dongyun Chen,Ge Ji,Yue Ma,Jim Yang Lee,Jianmei Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 3078–3083。18. Qianfan Zhang ,eval. Nano Lett 2010 10 32433249。22. Yanguang Li,Bing Tan,Yiying 　LETTERS,2008,265270；23. 王璞 努麗燕娜 ,《稀有金屬》 2007年01期 。 Yan,Taijia LI,eval. Chem. Mater., Vol. 10, No. 9, 2009 530534。 J,Zhou X,Fang ,H,2008,I,10331037。 Cui,Riccardo Ruffo,Candance 。 Zhang,Pengxian,Lin Mater,2012,4,658664。35. Yanguang Li,Bing Tan,Yiying 　LETTERS,2008,265270；36. 蔡振平，張向平等，稀有金屬，2003，9，第五期，593595；37. Jie Fan,Tao Wang,Chengzhong Yu,Bo Tu,2004,16,14321436