近年來，隨著對可再生能源利用的巨大需求，和對環境污染問題的日益關注，以鋰電池為代表的二次電池（可充電電池或蓄電池）——這種能夠將其他形式能量轉換成的電能，并預先以化學能的形式存儲下來的儲能技術，持續革新著能源系統。

現階段，鋰離子電池已經成為電動汽車最重要的動力源，其發展經歷了三代技術的發展，其中，鈷酸鋰正極為第一代，錳酸鋰和磷酸鐵鋰為第二代，三元技術則為第三代。

隨著正負極材料向著更高克容量的方向發展和安全性技術的日漸成熟、完善，更高能量密度的電芯技術正在從實驗室走向產業化，應用到更多場景里。

當涉及到擴展當今鋰離子電池的功能時，各種替代材料都擺在了桌面上，從鹽，到硅，再到微波塑料。由于在電池系統中的豐富性、低成本和熟悉性，鉛是一個具有足夠吸引力的選擇，科學家們剛剛證明了這種材料如何構成一種新型鋰電池陽極的基礎，從而提供更大的存儲容量。

作為鋰電池中的兩個電極之一，陽極在充電時裝載鋰離子，并在放電時釋放鋰離子。石墨是目前鋰電池陽極的首選材料，而且作用很好，在數千次充電循環中都能保持穩定。但科學家們希望看到一些改進的地方是它們的存儲能力，對于阿貢國家實驗室的一個團隊來說，鉛的潛力很大。

由于鉛被廣泛用于鉛酸電池（最古老的可充電電池），因此有完善的鉛供應鏈，以及在其壽命結束時回收材料的系統。這一點，加上它的低成本和可獲得性，使得該團隊嘗試在鋰離子電池中使用鉛基陽極，并取得了一些有希望的早期結果。

該團隊從大的氧化鉛顆粒開始，將其與碳粉結合并搖晃數小時。這就看到它們轉化為更小的微觀顆粒，嵌入到碳基質中，全部封裝在薄薄的氧化鉛外殼中。

隨后他們對這種新的陽極材料在實驗室的電池單元中進行了測試，在100個充電周期中，它的儲能能力是傳統石墨陽極的兩倍，并且證明在整個過程中非常穩定。該團隊能夠通過向承載電池電荷的電解質溶液中添加氟乙烯碳酸酯來進一步提升其性能。

"我們的發現挑戰了目前對這種類型的電極材料的理解，"該項目的主要研究者Christopher Johnson說。"我們的發現也為設計低成本、高性能的陽極材料提供了令人振奮的意義，這些材料可用于運輸和固定儲能，如電網的備用電源。"

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