Sci. China Chem. 综述: Ge氧化物负极材料最新研究进展

锂离子电池具有高容量、长循环寿命、低自放电率以及无记忆效应等优点，成为当前最先进的二次化学储能设备之一。为了满足当前蓬勃发展的电动汽车及混合动力汽车等新一代绿色大型交通工具的要求，其性能急需进一步提高，包括更高的能量密度、更好的快速充放电性能、更长的使用寿命以及更好的安全性能。电极是锂离子电池的核心部件，而电极材料是决定锂离子电池性能的关键因素。传统石墨负极材料存在比容量低（理论容量为372 mAh/g）、脱嵌锂动力差、安全性差的问题。Ge氧化物作为一类新型负极材料具有较低的操作电压、较高的理论容量、较快的室温锂扩散速率以及较好的热稳定性，非常适合替代石墨。

近期，Science China Chemistry在线发表了北京航空航天大学郭林教授撰写的综述文章“Recent progress on Geoxide anode materials for lithium-ion batteries”（点击左下角阅读原文可免费阅读和下载全文）。

这篇综述总结了近五年Ge氧化物作为锂离子电池负极材料的研究进展。文章简要介绍了Ge氧化物负极材料，指出其作为锂离子电池负极材料的优缺点，并提出常用的一些改性方法；回顾并讨论了一些最新的重要研究进展，包括Ge氧化物负极材料的制备方法、改性方法以及电化学性能；最后对Ge氧化物负极材料的前景进行展望，并指出了其今后的研究和发展方向。文章将Ge氧化物负极材料分为以下3类进行了讨论：（1）GeO₂负极材料，（2）非化学计量GeO_x负极材料，（3）Ge复合氧化物负极材料。

Recent progress on Ge oxide anode materials for lithium ion batteries

Wei Wei (魏伟)^1,2, Jianlong Xu (徐建龙)¹, Maotian Xu (徐茂田)^1*, Shiying Zhang (张世莹)¹, Lin Guo (郭林)^2* 

¹Henan Key Laboratory of Biomolecular Recognition and Sensing, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shangqiu Normal University, 476000 Shangqiu, Henan, China

²School of Chemistry, Beihang University, Beijing 100191, China

Abstract: In recent years, Germanium (Ge) oxides have attracted increasing attention as new-type anode materials to replace graphite for lithium ion batteries (LIBs), due to their high capacity, appropriate voltage potential and good safety properties. In this review, the recent important advances in the area of Ge oxides anode materials are summarized. Th elimitations of Ge oxides anode materials are discussed and potential research directions are also presented.

Keywords: Ge oxides, anode, lithium-ion batteries

Citation: Wei W, Xu JL, Xu MT, Zhang SY, Guo L. Title: Recent progress on Ge oxide anode materials for lithium-ion batteries. Sci. China Chem., 2018, doi: 10.1007/s11426-015-5408-0

通讯作者简介

郭林，北京航空航天大学教授，博士生导师。教育部长江学者奖励计划特聘教授；国家杰出青年基金、国务院政府特殊津贴、宝钢优秀教师奖获得者；新世纪百千万工程国家级人选。先后于东北师范大学、吉林大学、北京理工大学获得学士、硕士和博士学位。曾在中国科学院高能物理所同步辐射国家实验室做博士后，在香港科技大学化学系做访问学者，德国德累斯顿理工大学低温物理研究所做“洪堡学者”。2001年北京航空航天大学首批校长直聘教授, 现为北京航空航天大学化学与环境学院常务副院长，教育部仿生智能界面科学与技术教育部重点实验室副主任。在Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Nano lett., Nat. Commun. 等国际刊物发表SCI收录论文230余篇，研究成果得到了国内外同行的关注和认同。其主持的“过渡金属及其化合物纳米材料的可控合成、微结构及相关特性”获得2013年国家自然科学奖二等奖。