據悉，一個國際科學家團隊發現了一種納米材料，可以使鋰離子電池在不犧牲電池壽命的情況下，擁有更多的能量。該團隊發現銻晶體在充放電迴圈過程中會自發地、可逆地中空，這一備受期待的特性可以在不影響安全的前提下進一步提升高能性鋰電池的品質，如能量密度。該研究成果已發表在《自然-納米技術》雜誌上。
鋰離子電池是通過在兩個電極（負電的陰極和正電的陽極）之間來回傳輸離子來產生電力。但是在目前的狀態下，該種電池若想進一步提高能量密度的話空間已經很小。帶電鋰離子的運動速度會隨著電池陽極材料的老化而減慢，陽極材料在充電和放電過程中會發生體積膨脹和收縮，從而降低電池的迴圈使用壽命。
對此，科學家們在“yolk-shel ”顆粒中看到了一個解決方案，由於中空的空隙可以適應電池充放電時的體積變化，並能提供穩定的外表面，從而提高電池迴圈能力。長期以來，將金屬合金陽極材料換成這些顆粒一直被視為一種有前景的途徑，但事實證明，以具有成本效益的方式製造它們是有問題的。
來自佐治亞理工學院的研究作者Matthew McDowell表示，他們發現一種更簡單的過程，能有效改善有意設計中空結構的方式。
McDowell和其他研究者發現氧化塗層銻晶體納米材料會在電池迴圈過程中自發中空，而不是像預期的那樣膨脹和收縮，而且是從直徑是人類頭髮直徑的千分之一的微小顆粒開始的。
使用高解析度電子顯微鏡觀察小型測試電池中的納米顆粒，證實了這種中空行為，並且發現只有在直徑小於30納米左右的顆粒中才會出現。它的工作原理是通過彈性氧化層，使材料在離子流入陽極時膨脹，但在離子被移除時產生空隙，而不是導致典型的收縮行為。
雖然這些中空的納米顆粒是一個令人興奮的發現，但對於佐治亞理工學院研究團隊來說，未來還有一些挑戰，因為銻本身價格昂貴，因此目前還沒有用於生產電池電極。並且，科學家們還懷疑錫等其他更便宜的材料也可能表現出同樣的空心行為，以進一步擴大可用於高性能鋰電池的材料範圍，盡可能實現商業應用。
