锗(Ge)基材料可以作为高能锂离子电池(LIB)的负极候选材料。然而，巨大的体积膨胀导致的快速容量衰减严重阻碍了它们的应用。

基于此，北京工业大学Xu Zhang，Haijun Yu提出了一种熔盐电解法合成Ge纳米线，其精细结构由GeO₂前驱体的孔隙率控制。

文章要点

1）Ge纳米线具有良好的电化学稳定性，可作为锂离子电池的负极材料。优化的Ge纳米线负极材料具有高的可逆容量，在300 mA g⁻¹下1058.9 mAh g⁻¹容量可循环300次，在3000 mA g⁻¹下，602.5 mAh g⁻¹的容量，可进行900次循环。

2）通过原位电子显微镜和X射线衍射仪与电化学结果的对比，研究人员揭示了与电化学循环同时发生的Li−Ge相变遵循c-Ge→a-Li_xGe→c-Li_xGe(Li₇Ge₂)→c-Li_xGe(Li₂₂Ge₅和Li₁₅Ge₄)→c-Li_xGe(Li₇Ge₂)→a-Li_xGe→a-Ge的顺序。此外，Ge-P-40|LLO全电池在1 C下100次循环的容量保持率为84.5%，这表明Ge纳米线作为LiB负极材料具有良好的兼容性和潜力。

这项工作揭示了电解法合成高性能合金型二次电池负极材料的重要意义。

参考文献

Huan Liu, et al, Germanium Nanowires via Molten-Salt Electrolysis for Lithium Battery Anode, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c04748

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04748