近年來，隨著對可再生能源利用的巨大需求，和對環(huán)境污染問題的日益關(guān)注，以鋰電池為代表的二次電池（可充電電池或蓄電池）——這種能夠?qū)⑵渌问侥芰哭D(zhuǎn)換成的電能，并預(yù)先以化學(xué)能的形式存儲下來的儲能技術(shù)，持續(xù)革新著能源系統(tǒng)。

現(xiàn)階段，鋰離子電池已經(jīng)成為電動汽車最重要的動力源，其發(fā)展經(jīng)歷了三代技術(shù)的發(fā)展，其中，鈷酸鋰正極為第一代，錳酸鋰和磷酸鐵鋰為第二代，三元技術(shù)則為第三代。

隨著正負(fù)極材料向著更高克容量的方向發(fā)展和安全性技術(shù)的日漸成熟、完善，更高能量密度的電芯技術(shù)正在從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用到更多場景里。

而在擴大當(dāng)今鋰離子電池的能力方面，從鹽、硅到微波塑料，各種替代材料都不斷地被研究人員開發(fā)著。其中，由于鉛的豐富性、低成本和電池系統(tǒng)的熟悉性，因而成為一種具有吸引力的選擇。

作為鋰電池的兩個電極之一，陽極在充電過程中裝有鋰離子，并在放電時釋放它們。石墨是當(dāng)今鋰電池陽極的首選材料，并且很好地服務(wù)于鋰電池陽極，在數(shù)千個充電周期中保持穩(wěn)定。但鋰電池仍存在許多可以改進的地方，比如，存儲容量，在這方面，鉛的潛力被學(xué)界普遍看好。

近日，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室的科學(xué)家報告了一種新的鋰離子電池電極設(shè)計，它使用了低成本的材料鉛和碳。這一關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)的貢獻者還包括來自西北大學(xué)、布魯克海文國家實驗室和蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究所（UNIST）的科學(xué)家。

研究團隊從大型氧化鉛顆粒開始，這些顆粒與碳粉結(jié)合并搖晃了幾個小時。這將它們轉(zhuǎn)化為嵌入碳基質(zhì)中的較小的微觀顆粒，全部封裝在薄的氧化鉛殼中。

這種新型陽極材料在實驗室的電池中進行了測試，其能量存儲能力是常規(guī)石墨陽極的兩倍，超過100個充電周期，并在整個過程中證明是完全穩(wěn)定的。研究小組還發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)電解液中加入少量的碳酸氟乙烯酯可以顯著提高性能。

研究團隊從大型氧化鉛顆粒開始，這些顆粒與碳粉結(jié)合并搖晃了幾個小時。這將它們轉(zhuǎn)化為嵌入碳基質(zhì)中的較小的微觀顆粒，全部封裝在薄的氧化鉛殼中。

這種新型陽極材料在實驗室的電池中進行了測試，其能量存儲能力是常規(guī)石墨陽極的兩倍，超過100個充電周期，并在整個過程中證明是完全穩(wěn)定的。研究小組還發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)電解液中加入少量的碳酸氟乙烯酯可以顯著提高性能。

研究人員認(rèn)為，他們的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了目前對這種電極材料的理解，并且為設(shè)計低成本、高性能的交通和固定能源存儲陽極材料提供了令人興奮的意義。