錫：有望成為鋰離子電池材料

文／宋 丹

錫，元素周期表第50號元素。

如果說金是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬，那么錫和銅就是人類發(fā)現(xiàn)最早且開始應用于生產的金屬。據(jù)考證，在我國周朝的時候，錫器的使用已十分普遍了，經常能在那個時期的古墓中發(fā)掘到一些錫壺、錫燭臺之類的錫器。我國有非常豐富的錫礦，特別是云南省個舊市，是世界聞名的“錫都”。

錫是一種既怕冷也怕熱的金屬，因為金屬錫有3種不同的形態(tài)，常溫下性質很穩(wěn)定，稱為白錫，如果溫度升高160℃以上就會變成一碰就碎的“脆錫”，當溫度低于零下13.2℃以下時會由銀白色金屬逐漸變成煤灰狀粉末——灰錫。有趣的是灰錫具有“傳染性”，白錫只要一碰上灰錫，哪怕是一點點馬上會向灰錫轉變，直到整個白錫都變成灰錫為止。人們把這種現(xiàn)象稱為“錫疫”，把有灰錫的白錫再熔化一次，就可以讓它復原。可見只有在-13℃—160℃之間時，錫才是最穩(wěn)定的，過高過低都會讓錫變脆或變成灰。歷史上發(fā)生過很多因為溫度導致金屬錫變化的事故。1812年，拿破侖對俄戰(zhàn)爭，士兵衣服上紐扣材質是用錫做的，由于當時氣溫低于-13.2℃，致使漂亮的白錫紐扣都變成了灰錫的粉末，沒有了扣子，衣服無法御寒，更談不上打仗了。

錫由于熔點較低，成為了焊接金屬的首選。19世紀晚期，錫開始大規(guī)模制作錫罐，用于儲存盛放從食品到石油再到鞋油的各種產品，現(xiàn)在已逐步被價格更為低廉的鋁罐所代替。

錫單質對人體沒有什么危害，但還是有些研究表明，有機錫有一定毒性。據(jù)報道，三丁基氯化錫曾被用作船只的防污涂料和PVC添加劑，但是現(xiàn)在已經證明能對多種內分泌有干擾作用，包括觸發(fā)細胞凋亡、中斷新陳代謝，能影響實驗動物脂肪儲存，有可能導致體重上升。但錫也是人體所需微量元素之一，其主要生理功能是在人體胸腺中產生抗腫瘤的錫化合物，從而抑制癌細胞生成，而且在某些腫瘤患者的腫瘤組織中，專家們檢測到錫含量也低于其他正常組織。人體缺乏錫的癥狀很少，通過食品即可補充，過多過少都不利于健康。

金屬錫主要用于制造合金。早年的錫器，純錫含量在97%以上，平和柔滑，高貴典雅，歷久常新，是歐洲古典文化的一種象征。古代的錫還有凈化水質作用，用錫茶壺泡茶特別清香，用錫杯喝酒清冽爽口，錫瓶插花不易枯萎，這都得益于錫耐腐蝕的特性。

有機錫也可以用作催化劑，例如激發(fā)自由基加成反應形成聚合物，同時還用作交叉耦合反應中鈀催化劑的助催化劑。但人們擔心有機錫對人體健康的潛在影響，正努力開發(fā)一種溫和、不含錫、利用黃嘌呤和有機過氧化物產生自由基前體的方法，這樣錫在催化劑方面的應用就逐漸減少。

由于其獨特的導電性、電子結構和易于形成合金的特點，錫在太陽能和下一代電子設備中扮演了一個新的角色——鎳錫鍶和錫氧化物，因為它們具有更廣的吸光范圍和更好的導電性。以錫為基礎的納米粒子也激發(fā)了人們對錫的興趣，這種材料有望成為鋰離子電池的下一代陽極材料。