Skoltech能源科學(xué)與技術(shù)中心的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種豐富的和可擴(kuò)展的方法，以增加廣泛的金屬離子電池正極材料的容量。這些發(fā)表在《材料化學(xué)雜志A》上的發(fā)現(xiàn)，可以用于開(kāi)發(fā)新一代先進(jìn)的可充電儲(chǔ)能設(shè)備。

由于一些科學(xué)突破，現(xiàn)代鋰離子電池的創(chuàng)造成為可能。其中之一是由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者約翰-B-古德諾（JohnB.Goodenough）開(kāi)發(fā)的含有可逆性提取鋰離子的正極材料。這些材料的實(shí)施有助于避免不安全的陽(yáng)極，如金屬鋰。然而，包括有限的容量、適度的循環(huán)穩(wěn)定性、低充放電率、環(huán)境友好性等問(wèn)題仍有待解決。

幾十年來(lái)，研究人員一直在為開(kāi)發(fā)更好的電池材料投入巨大的努力。因此，各種具有吸引力的陰極材料已經(jīng)被提出。然而，依靠這些材料的電池往往只有在含有不安全的、高活性的、可提取陽(yáng)離子的陽(yáng)極時(shí)才能達(dá)到其全部能量密度。這是由陰極中缺乏流動(dòng)的金屬離子造成的。這個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致容量有限，而且在許多情況下，使本來(lái)很有吸引力的材料的實(shí)際應(yīng)用變得復(fù)雜。

在KeithStevenson教授的指導(dǎo)下，Skoltech的博士生RomanKapaev展示了這個(gè)問(wèn)題如何在廣泛的材料中得到解決。他建議用還原劑溶液處理陰極，還原劑是由芳香族化合物（如萘或酚醛）衍生的堿金屬鹽。

該方法的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是其可擴(kuò)展性。該過(guò)程不需要復(fù)雜的條件，而且相對(duì)安全。此外，還原劑在與陰極反應(yīng)后可以被回收，因?yàn)樗鼈兊难趸€原化學(xué)作用是可逆的。這些特點(diǎn)使該方法在大規(guī)模應(yīng)用中很有前景。

這種方法適用于廣泛的有機(jī)和無(wú)機(jī)電池材料。此外，它不僅適用于鋰離子電池，也適用于鈉離子和鉀離子電池，這些電池有可能是更可持續(xù)和更低成本的儲(chǔ)能設(shè)備。通過(guò)調(diào)整還原劑的數(shù)量或其氧化電位，可以控制陰極中金屬離子的含量。

羅曼-卡帕耶夫說(shuō)："這種方法可以作為一個(gè)強(qiáng)大的工具箱，可以用來(lái)改善各種電池材料的性能,這也是一種直接和廉價(jià)的方法，具有可回收的試劑，所以我們相信它適合大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。"