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高倍率锂离子电池超长寿命材料的研究突破

经过中外科研人员的努力合作,研发出了一系列钛酸锂水合物,并将其应用于制造具有超长循环寿命和高倍率性能的锂离子电池,不仅拓宽了该体系电板材料性能调整及优化的自由度,还有望对其它含氢组分的过渡全属化合物体系在能源材料领域的应用提供启发与思路。

目前常用键离子电池采用的电解质:六氯磷酸锂(LiPF2)遇水易分解,因此,锂离子电池电板材料需在高温下烘烤来除水,但这会使材料发生颗粒团聚和晶粒粗化等副反应。此次研究人员研发的钮-氢-钛-氧(Li-H-Ti-O)体系材料与目前性能优异的键-钛一氧(Li-Ti-0)体系、钛-氧(Ti-O)体系材料(包括纳米化、掺杂和包覆之后的材料)相比,具有更加优异的电化学性能。作为含“水”的电极材料,该系列钛酸捏水合物能够在高电压有机电解液体系中实现多达上万次的稳定循环。在材料晶体内部牢面结合的“结晶水”,不但不会破环电板材料在有机电解液体系下的电化学性能,反而促进了晶体结构的多样性(如二维层状),以及纳米复合材料的构筑,从本质上提高了材料的离于扩散系数。

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