中(zhong)國(guo)科學家研(yan)制出(chu)了一種鈦酸鋰正(zheng)極和石(shi)墨負極雙離子電池(chi)。他們的(de)研(yan)究集(ji)中(zhong)在由于材(cai)料(liao)的(de)低比容量而產生(sheng)的(de)一些困(kun)難(nan)上，并且他們的(de)裝置展示了鈦酸鋰電池(chi)的(de)領(ling)先性能。

　　深圳先進技(ji)術研(yan)究院(yuan)(yuan)牽頭的一個(ge)集(ji)團(tuan)——中(zhong)國科學院(yuan)(yuan)（CAS）——制造鈦酸鋰電(dian)池110毫安時每克的比容量和3 V的放(fang)電(dian)電(dian)壓，以及充電(dian)700次后(hou)保留(liu)100％的能(neng)力。根(gen)據(ju)中(zhong)科院(yuan)(yuan)的說法，這(zhe)使它躋身于文獻報(bao)道的最佳雙(shuang)離(li)子(zi)電(dian)池之(zhi)列。

　　該(gai)電池由鈦酸鋰陽極和(he)石墨陰極組成，但(dan)研究人員沒有提供電解質(zhi)材料的(de)細節。

　　鈦酸鋰電池是(shi)消除能源儲(chu)能供應鏈(lian)中稀有、昂(ang)貴和破(po)壞環(huan)境的材料，特別是(shi)鈷和鎳的途徑之一(yi)。

　　CAS指出，這種電池迄今(jin)為止由于(yu)正極和負(fu)極的不匹配特性而受(shou)到限(xian)制，并試圖通過(guo)使用3D多(duo)孔結構和在其設備中植入碳(tan)納米(mi)膜(mo)來克服這些(xie)問題。這些(xie)都是(shi)通過(guo)一系列的新過(guo)程集成的，包括(kuo)分子耦合，冷(leng)凍干燥和熱解。

　　科學(xue)家(jia)們(men)描述了他(ta)們(men)的方法“用三維(wei)多孔結構(gou)(gou)將碳納米膜原(yuan)位植入(ru)鈦酸鋰(li)作(zuo)為高(gao)性能雙離(li)子電池的快速動(dong)力學(xue)陽極”，該方法最近(jin)發表(biao)在《化學(xue)工程》上(shang)。該小組表(biao)示，多孔結構(gou)(gou)顯(xian)著(zhu)提高(gao)了電池的鋰(li)離(li)子擴(kuo)散(san)系數，而(er)雙離(li)子結構(gou)(gou)利(li)用更快的動(dong)力學(xue)來提高(gao)比容(rong)量。

　　鈦(tai)酸鋰（LTO）陽(yang)極(ji)與(yu)石墨陰極(ji)配對的(de)雙離子(zi)電池（DIB）具有環(huan)保，出(chu)色的(de)循環(huan)穩定(ding)性和(he)良好的(de)安(an)全性，因(yin)此在儲能應用中具有吸(xi)引力(li)。然(ran)而，鈦(tai)酸鋰－雙離子(zi)電池的(de)比容量(liang)仍然(ran)相對較低，這歸因(yin)于(yu)石墨陰極(ji)與(yu)鈦(tai)酸鋰陽(yang)極(ji)之(zhi)間由于(yu)鈦(tai)酸鋰的(de)低電導率而導致的(de)失配反應動力(li)學。

　　在(zai)這項工作中，研究人員提出了一種通過結合有(you)機分子偶聯(lian)，冷凍干(gan)燥和熱解過程，將碳納米膜(mo)原位注入(ru)鈦酸(suan)鋰復合材料并同時(shi)形成(cheng)3D多孔結構的策略。

　　因(yin)此(ci)，鋰(li)離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)擴散系數顯著提高。此(ci)外，構建(jian)了將這種(zhong)快速動力學的(de)(de)(de)鈦酸(suan)鋰(li)與環保的(de)(de)(de)膨脹石墨(mo)（EG）陰極相結合的(de)(de)(de)雙(shuang)離子(zi)(zi)電(dian)池配(pei)置，它具有高的(de)(de)(de)比容量(liang)，良好(hao)倍率能(neng)力，長(chang)循(xun)環穩定(ding)性以(yi)及在700次循(xun)環后100％的(de)(de)(de)容量(liang)保持(chi)率，是所報(bao)道的(de)(de)(de)雙(shuang)離子(zi)(zi)電(dian)池的(de)(de)(de)最(zui)佳循(xun)環性能(neng)。

　　中科(ke)院(yuan)(yuan)稱，深圳研發的(de)(de)這(zhe)種設備是使用鈦酸(suan)鋰化學物質的(de)(de)性(xing)能最好的(de)(de)全(quan)電池之一。該研究院(yuan)(yuan)計(ji)劃繼續在這(zhe)一領域開(kai)展工作，因(yin)為它顯示了在高度安全(quan)和(he)環保的(de)(de)能源儲能應用方面的(de)(de)巨大潛力。