中國科學家研(yan)制(zhi)出了一(yi)(yi)種鈦(tai)酸鋰正極和石墨負(fu)極雙離(li)子電(dian)池。他們的(de)(de)研(yan)究集中在由于材料的(de)(de)低(di)比容量(liang)而產生(sheng)的(de)(de)一(yi)(yi)些困難上(shang)，并且他們的(de)(de)裝置展(zhan)示了鈦(tai)酸鋰電(dian)池的(de)(de)領先性能。

　　深(shen)圳先進技術研究(jiu)院(yuan)牽頭的(de)(de)一個集團(tuan)——中(zhong)國科學院(yuan)（CAS）——制(zhi)造(zao)鈦酸(suan)鋰電池110毫安時每克的(de)(de)比(bi)容量和3 V的(de)(de)放電電壓，以及充電700次后保(bao)留100％的(de)(de)能力。根據中(zhong)科院(yuan)的(de)(de)說(shuo)法，這使它躋(ji)身于文獻(xian)報(bao)道(dao)的(de)(de)最佳雙離子電池之列。

　　該電池由鈦酸鋰陽(yang)極和(he)石(shi)墨陰極組(zu)成，但研究(jiu)人員沒有(you)提(ti)供電解質(zhi)材(cai)料的細(xi)節。

　　鈦(tai)酸鋰電池是(shi)消除能源儲(chu)能供應鏈(lian)中稀有、昂(ang)貴和(he)破壞環境的材料，特別(bie)是(shi)鈷(gu)和(he)鎳的途徑之一。

　　CAS指(zhi)出，這(zhe)(zhe)種電池迄今(jin)為(wei)止由于正極和負極的不匹配特性而(er)受到限制，并試圖通(tong)過(guo)使用3D多(duo)孔結構和在其設備中植入碳納米膜(mo)來(lai)克服這(zhe)(zhe)些(xie)問題。這(zhe)(zhe)些(xie)都(dou)是通(tong)過(guo)一系列的新過(guo)程集(ji)成的，包括分子耦(ou)合，冷凍干燥和熱解。

　　科學家們描述了他們的(de)方法“用三(san)維多(duo)孔結(jie)構將碳納米膜原位植入鈦酸(suan)鋰(li)作(zuo)為高性能雙(shuang)離子電(dian)池(chi)的(de)快速動力學陽極”，該(gai)方法最(zui)近發表(biao)在《化學工程》上(shang)。該(gai)小組表(biao)示(shi)，多(duo)孔結(jie)構顯著(zhu)提(ti)高了電(dian)池(chi)的(de)鋰(li)離子擴散系數，而(er)雙(shuang)離子結(jie)構利用更快的(de)動力學來提(ti)高比容量。

　　鈦酸(suan)鋰(li)（LTO）陽極(ji)(ji)與(yu)石墨陰(yin)極(ji)(ji)配(pei)對的雙(shuang)離子電池(chi)（DIB）具有(you)環保，出色的循環穩定(ding)性和良好的安全(quan)性，因此在儲能應用中具有(you)吸引力。然而，鈦酸(suan)鋰(li)－雙(shuang)離子電池(chi)的比容量仍然相對較低，這(zhe)歸因于石墨陰(yin)極(ji)(ji)與(yu)鈦酸(suan)鋰(li)陽極(ji)(ji)之間由(you)于鈦酸(suan)鋰(li)的低電導率而導致的失(shi)配(pei)反應動力學。

　　在(zai)這(zhe)項工作中，研究人員提出了一種通(tong)過結合(he)有機分子偶聯，冷凍(dong)干(gan)燥和熱解過程，將(jiang)碳納米膜原位注入鈦(tai)酸(suan)鋰復合(he)材料并同(tong)時形成(cheng)3D多孔結構的策略。

　　因此(ci)，鋰離子的(de)(de)擴散系數(shu)顯著(zhu)提(ti)高(gao)。此(ci)外，構建了將(jiang)這種快速動力學的(de)(de)鈦酸鋰與環(huan)(huan)保(bao)的(de)(de)膨脹石墨（EG）陰極相結合的(de)(de)雙(shuang)離子電(dian)池配置，它具有高(gao)的(de)(de)比容量，良好倍(bei)率能(neng)力，長循(xun)環(huan)(huan)穩定性以及在700次循(xun)環(huan)(huan)后100％的(de)(de)容量保(bao)持(chi)率，是所(suo)報道的(de)(de)雙(shuang)離子電(dian)池的(de)(de)最佳循(xun)環(huan)(huan)性能(neng)。

　　中科院稱，深圳(zhen)研發的這種設(she)備是(shi)使用(yong)鈦酸鋰化學物質的性能最好的全(quan)電池之一(yi)。該研究院計劃繼續在這一(yi)領域開展(zhan)工作，因為(wei)它顯示了在高度安全(quan)和環保的能源儲(chu)能應用(yong)方面的巨大潛力。