自20世紀90年代索尼公司推出商業化的鋰離子電池后，鋰離子電池在此后20多年取得了極大的發展。但是，作為鋰離子電池最主要的負極材料，石墨具有的理論比容量只有372 mAh/g，成品電池的功率密度只有100-150 Wh/kg, 不能滿足下一代高容量高功率電池的需求。因為，尋找新型高容量的負極材料顯得迫在眉睫。
Ge具有的理論比容量約為1600 mAh/g (4.3倍于石墨)，而且具有非常大的鋰離子擴散系數(比Si高兩個數量級)，是下一代新型高容量鋰離子電池的理想材料。但是，Ge的低導電性和循環中由于體積形變產生的應力，導致材料的結構不穩定，這些不足阻礙了Ge的進一步應用。
Oliver G. Schmidt課題組最新報道了一種新型高導電性Ge/Ti 多層薄膜。他們在硅片先旋涂上一層光刻膠，然后采用電子束沉積的方法依次沉積Ge和Ti，最后將樣品浸入丙酮，形成多層管狀Ge/Ti復合材料。
文中所得多層管狀Ge/Ti復合材料，由于Ge與Ge之間有高導電性Ti作為導電通道，極大地提高了復合材料的的導電性(2.38?10-2 S?cm-1)，比純Ge管狀材料導電性高兩個數量級(1.28?10-4 S?cm-1)。另一方面，由于Ti的存在，Ge/Ti復合材料的結構穩定性得到了很大的提高。
在材料導電性和結構穩定性都得到很大提高的情況下，可以預見，Ge/Ti復合材料的充放電循環性能和倍率性能都將得到很大的提高。文中模擬電池測試表明，在充放電一百個循環之后，復合材料的比容量穩定在915 mAh/g，高于同等條件下的純Ge電極(480 mAh/g)。
以上研究表明這種新型Ge/Ti復合材料作為下一代高容量鋰離子電池負極材料的極大前景,相關結果發表在Advanced Materials上。
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