高倍率鋰離子電池超長(zhǎng)壽命材料的研究突破

經(jīng)過中外科研人員的努力合作，研發(fā)出了一系列鈦酸鋰水合物，并將其應(yīng)用于制造具有超長(zhǎng)循環(huán)壽命和高倍率性能的鋰離子電池，不僅拓寬了該體系電板材料性能調(diào)整及優(yōu)化的自由度，還有望對(duì)其它含氫組分的過渡全屬化合物體系在能源材料領(lǐng)域的應(yīng)用提供啟發(fā)與思路。

目前常用鍵離子電池采用的電解質(zhì)：六氯磷酸鋰（LiPF2）遇水易分解，因此，鋰離子電池電板材料需在高溫下烘烤來除水，但這會(huì)使材料發(fā)生顆粒團(tuán)聚和晶粒粗化等副反應(yīng)。此次研究人員研發(fā)的鈕-氫-鈦-氧（Li-H-Ti-O）體系材料與目前性能優(yōu)異的鍵-鈦一氧（Li-Ti-0）體系、鈦-氧（Ti-O）體系材料（包括納米化、摻雜和包覆之后的材料）相比，具有更加優(yōu)異的電化學(xué)性能。作為含“水”的電極材料，該系列鈦酸捏水合物能夠在高電壓有機(jī)電解液體系中實(shí)現(xiàn)多達(dá)上萬次的穩(wěn)定循環(huán)。在材料晶體內(nèi)部牢面結(jié)合的“結(jié)晶水”，不但不會(huì)破環(huán)電板材料在有機(jī)電解液體系下的電化學(xué)性能，反而促進(jìn)了晶體結(jié)構(gòu)的多樣性（如二維層狀），以及納米復(fù)合材料的構(gòu)筑，從本質(zhì)上提高了材料的離于擴(kuò)散系數(shù)。