锗（Ge）阳极由于其高理论体积容量（8646 mAh cm⁻³）而在锂离子电池中受到了广泛关注，然而，巨大的体积膨胀（≈230%）导致其电化学性能较差。近日，南方科技大学赵天寿院士提出了一种压力诱导路线来制造Ge结构，其中纳米尺寸的Ge（≈15 nm）由TiO₂和高导电碳封装，其具有低应力-应变特性、厚度变化中的低体积膨胀、高电导率（463.2 S m⁻¹）和高锂离子扩散系数（9.55×10⁻⁹–8.51×10⁻¹² cm² S⁻¹）的优点。

本文要点：

1) 致密结构在0.1 A g⁻¹下具有3559.8 mAh cm⁻³的优异体积容量，并且在20 A g⁻¹时具有2628.2 mAh cm^–3的优异容量，以及在10 A g⁻¹时具有超过5000次循环的优异循环寿命。

2) 此外，全电池实现了1760.1 Wh L⁻¹的高体积能量密度，同时具有优异的快速充电性能和较长的循环寿命。总之，该工作为高容量合金基锂离子电池阳极的设计提供了一种新的合成策略。

参考文献：

Meisheng Han et.al Pressure-Induced Dense and Robust Ge Architecture for Superior Volumetric Lithium Storage Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202401065

https://doi.org/10.1002/aenm.202401065