德国能源与气候研究所（IEK-1）的研究人员在石墨烯基层上开发了一种包含富含锑的氧化锡纳米粒子的材料，据报道，这种材料可以使电池容量增加三倍并大大减少充电量时间。

“一个重要因素是阳极材料，”负责该研究的能源与气候研究所（IEK-1）的Dina Fattakhova-Rohlfing教授说。“原则上，基于二氧化锡的阳极可以实现更高的比容量，因此比目前使用的碳阳极储存更多的能量。它们具有吸收更多锂离子的能力。然而，纯氧化锡表现出非常弱的循环稳定性 - 电池的储存能力稳定下降，只能再充电几次。阳极的体积随着充电和放电周期的变化而变化，导致电池破碎。

纳米复合材料的石墨烯基底有助于材料的结构稳定性和导电性。3nm氧化锡颗粒直接生长在石墨烯上，颗粒尺寸小，与石墨烯层的良好接触也提高了对体积变化的耐受性 - 锂电池变得更稳定，持续时间更长。

“用锑富集纳米粒子可确保材料具有极强的导电性，”Fattakhova-Rohlfing说。“这使阳极更快，这意味着它可以在一分钟内储存比传统石墨阳极多一倍半的能量。它甚至可以储存三倍于通常充电时间的能量。一小时。”

“这种高能量密度以前只是在低充电率下实现，”她说。“更快的充电周期总能导致容量的快速减少。” 相比之下，即使在1000次循环后，掺锑阳极仍保持其原始容量的77％。

“纳米复合阳极可以简单，经济的方式生产。应用的概念也可以用于锂离子电池的其他阳极材料的设计，”Fattakhova-Rohlfing说。“我们希望我们的开发能为锂离子电池铺平道路，能源密度显着提高，充电时间极短。”