金屬納米顆粒在膠體溶液中的凝聚是一種普遍、無處不在的現象。

圖1 金屬納米顆粒的自組裝

高麗大學Jae-Chul Lee等利用上述行為，開發了一條簡單而有效的路線，它可使微米級金屬在特定的電解液溶劑中自發地轉化為納米多孔結構。根據經典的酸堿反應理論和基于密度泛函理論的量子化學，作者得出了選擇適合生成納米多孔結構的溶劑和對應金屬的標準。基于此，這項工作通過采用所開發的方法對由未經處理的微米級Sn、Pb和Bi顆粒（20-100μm）制成的負極進行合金化處理。

圖2 溶劑和金屬納米顆粒之間的反應

結果，所處理后的三種材料在用作鈉離子電池的負極時，在10C下分別實現了592、423和383 mAh g^-1的高容量，并獲得了3000、4000和6000次循環。此外，作者將同一方法進一步擴展到轉換型負極，其中微米級CuS負極在10C下儲存了546 mAh g^-1，并運行了超過4300次。這項研究為選擇溶劑提供了基本框架，以實現具有大容量、長循環壽命和優良倍率性能的低成本負極。

圖3 電化學性能對比

Solvent-Driven Transformation of Microsized Metal Particles into a Nanoporous Structure and Its Application to Ultrafast-Charging Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202301552