你是不是总觉得手机、电动车的电池不耐用，充电频繁还不耐使？现在，科学家可能找到解决办法啦！柏林亥姆霍兹中心（HZB）的研究人员有了新发现，泡沫锡或许能让电池变得更耐用、续航更持久。

一直以来，锂离子电池的金属电极比传统石墨电极能存储更多电量，可问题也不少。充电和放电的时候，金属电极会因为机械应力出现损耗，影响电池寿命。而HZB的跨学科团队研究发现，高度多孔的泡沫锡在应对这种机械应力方面表现出色。

传统锂离子电池常用多层石墨电极搭配钴氧化物对电极。在充放电过程中，锂离子能进入石墨，而且石墨的体积变化很小，这能维持电池结构稳定。但石墨电极有个大缺点，就是存储电量的能力有限。所以，科学家们一直在寻找能存更多电的材料。

像铝、锡这些金属，用来做电极理论上能存更多电。拿锡来说，它每千克的储能能力差不多是石墨的三倍，而且锡并不稀有，储量丰富。可麻烦的是，这些金属在吸收锂的时候，体积会大幅膨胀，导致结构变化和材料疲劳。为了解决这个问题，科学家们想出了不少办法，比如把金属箔制成纳米结构，或者使用多孔金属泡沫。

这次，HZB的团队借助原位X射线成像技术，研究了多种锡电极在充放电过程中的表现。研究过程中，他们还和成像专家合作，拍摄了高分辨率的X射线图像，这样就能清楚看到锡电极在充放电时的结构变化。

研究人员弗朗西斯科·加西亚 - 莫雷诺博士制备出了性能优异的泡沫锡电极，这种电极上有无数微米级的小孔。塞巴斯蒂安·里斯博士表示，这种泡沫锡在体积膨胀时，受到的机械应力会大幅降低，这让泡沫锡成为锂电池材料的有力候选者。

加西亚 - 莫雷诺博士研究过很多金属泡沫，像汽车行业用的、还有用于电池电极的泡沫铝等。他认为，在柏林工业大学研发的这种高度多孔的泡沫锡，有望替代传统电极材料。而且从经济角度看，泡沫锡也有优势。虽然它比普通锡箔贵一点，但和昂贵的纳米结构技术比起来，成本更低，还能存储更多锂离子，增加电池容量。

这项研究成果已经发表在《先进科学》杂志上，说不定在不久的将来，我们就能用上泡沫锡电极的电池，电子产品和电动车的续航问题都能得到大大改善！

参考资料：DOI： 10.1002/advs.202414892