使用柱狀硅負(fù)極的嘗試方面，英國(guó)Nexeon公司在2009年舉辦的“第50屆電池討論會(huì)”上發(fā)布了相關(guān)研究案例。該公司使用酸(含硝酸銀和乙醇的氫氟酸)對(duì)粒徑為20臁?50靘的一般等級(jí)的硅進(jìn)行蝕刻，得到了形似海膽(他們稱之為刺猬)的硅(圖4)。該公司將其命名為“Pillared silicon”并對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果顯示，當(dāng)容量為800mAh·g-1(0.25～0.5C充電)時(shí)，循環(huán)壽命達(dá)到了300次以上。

　　從上述嘗試的結(jié)果可以看出，對(duì)于錫和硅負(fù)極，如何減少用來(lái)應(yīng)對(duì)膨脹的無(wú)活性部分(包括空隙)將成為進(jìn)一步增加容量的關(guān)鍵。

　　正極材料的開(kāi)發(fā)令人擔(dān)心

　　與負(fù)極材料活躍的動(dòng)態(tài)不同，正極材料的開(kāi)發(fā)情況頗令人擔(dān)憂。目前，提高正極容量的方法只有一種，就是以通常正極采用的4.2V的電壓為基準(zhǔn)，在較高的電壓(4.4～4.5V)下使用三元系合金(例如LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2)，但增加幅度最多只能達(dá)到10％左右。

　　硅和錫使負(fù)極達(dá)到1000mAh·g-1后，如果開(kāi)發(fā)不出容量相當(dāng)?shù)恼龢O，使用通常的正極材料，正極的厚度將增加到現(xiàn)在的3倍。加厚活性物質(zhì)層不利于提高負(fù)荷特性等性質(zhì)，很難應(yīng)用于純電動(dòng)汽車用等需要大電流放電的用途。

　　大容量正極材料的候選有Li2MnO3(包括與其他層狀化合物的固溶體)、硅酸鹽系(LiMSiO4、M=Fe、Mn等)、硫(S)系等，成功使容量達(dá)到300mAh·g-1以上的消息雖然也時(shí)有聽(tīng)說(shuō)。但仔細(xì)研究其內(nèi)容就會(huì)發(fā)現(xiàn)，大多都有貓膩。例如，使用某種材料的放電曲線的特性乍看上去似乎超過(guò)了300mAh·g-1，容量達(dá)到了鈷正極等的2倍以上(圖5)，而實(shí)際上，這段放電曲線的區(qū)間是1.5～2.0V的低電壓，如果把范圍擴(kuò)大到通常使用的3.0V，容量將低于200mAh·g-1，與通常的正極相差并不多。 
 

　　圖5：對(duì)于發(fā)布的“新正極”需要留意

　　號(hào)稱超過(guò)300mAh·g-1的正極大多是1.5～2.0V低壓下的放電結(jié)果。必須認(rèn)真查驗(yàn)發(fā)表的內(nèi)容。 

　　以低電壓恒功率放電時(shí)，電流值將會(huì)驟增，這是電池并不希望出現(xiàn)的現(xiàn)象(電流I與電阻R的乘積驟減，IR壓降增大，壓降越來(lái)越大)。在這樣的背景下，每當(dāng)聽(tīng)到300mAh·g-1以上的大容量正極問(wèn)世的消息，筆者都會(huì)想起下面這則笑話。

　　一家剛開(kāi)咖啡館的女老板探望伯父，伯父問(wèn)道：“生意怎樣，一天能有三四桌客人嗎？”女老板顧及面子，回答說(shuō)“比這多多了，昨天就來(lái)了50位客人呢”。伯父打趣道：“哦，老板的官方數(shù)據(jù)也不過(guò)才50啊?！?br/>
　　與硅和錫的潛力相當(dāng)?shù)拇笕萘空龢O——在這一方面，當(dāng)務(wù)之急應(yīng)該是開(kāi)發(fā)出能夠經(jīng)受3V區(qū)間考驗(yàn)的正極，而不只是光鮮的“官方數(shù)據(jù)”。