中國(guo)科學家研制出了一(yi)種鈦(tai)(tai)酸鋰(li)正極和(he)石墨負極雙(shuang)離子電池。他們(men)的(de)研究集中在由于材料的(de)低比容量而產生的(de)一(yi)些困難上，并且他們(men)的(de)裝(zhuang)置展示(shi)了鈦(tai)(tai)酸鋰(li)電池的(de)領先性能。

　　深(shen)圳先(xian)進技(ji)術研究院(yuan)(yuan)(yuan)牽頭的(de)一個集團(tuan)——中國(guo)科學院(yuan)(yuan)(yuan)（CAS）——制造鈦酸鋰電池110毫安時每克的(de)比容量和3 V的(de)放(fang)電電壓，以及充電700次后保留100％的(de)能(neng)力。根據中科院(yuan)(yuan)(yuan)的(de)說法，這使它躋(ji)身于文(wen)獻報道的(de)最佳雙離子電池之列。

　　該電池(chi)由(you)鈦酸(suan)鋰陽極和石墨陰極組成，但研究人員沒有提供電解(jie)質材料的細(xi)節。

　　鈦酸鋰電池是(shi)消除能(neng)源儲能(neng)供應鏈中稀有、昂貴和破壞環境的(de)材料，特別是(shi)鈷和鎳的(de)途徑之一。

　　CAS指出(chu)，這(zhe)(zhe)種電池迄今為止由于正極和(he)負極的(de)不匹(pi)配特性而受到限制，并試圖(tu)通(tong)過(guo)使用3D多孔結構和(he)在其設備中植(zhi)入碳納米膜來(lai)克服這(zhe)(zhe)些(xie)問題。這(zhe)(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)一系列的(de)新過(guo)程(cheng)集成的(de)，包括分子(zi)耦(ou)合，冷(leng)凍干燥和(he)熱解(jie)。

　　科(ke)學(xue)(xue)家們描述了(le)(le)他們的(de)方(fang)法“用(yong)三維多(duo)孔(kong)結構(gou)(gou)將(jiang)碳納米膜(mo)原位植入鈦酸鋰作為高(gao)(gao)性能雙離子(zi)電(dian)池的(de)快速動(dong)力學(xue)(xue)陽(yang)極”，該方(fang)法最近發表(biao)在《化學(xue)(xue)工(gong)程》上。該小組(zu)表(biao)示(shi)，多(duo)孔(kong)結構(gou)(gou)顯著提高(gao)(gao)了(le)(le)電(dian)池的(de)鋰離子(zi)擴散系數，而雙離子(zi)結構(gou)(gou)利(li)用(yong)更(geng)快的(de)動(dong)力學(xue)(xue)來提高(gao)(gao)比(bi)容量。

　　鈦(tai)酸(suan)鋰(li)（LTO）陽極(ji)與石(shi)墨陰極(ji)配(pei)對的(de)雙離子電(dian)池(chi)（DIB）具有環保，出色(se)的(de)循環穩(wen)定(ding)性和良好的(de)安全性，因(yin)此在儲能應用中具有吸引力(li)(li)。然而，鈦(tai)酸(suan)鋰(li)－雙離子電(dian)池(chi)的(de)比容量仍然相對較低(di)，這歸因(yin)于石(shi)墨陰極(ji)與鈦(tai)酸(suan)鋰(li)陽極(ji)之間(jian)由于鈦(tai)酸(suan)鋰(li)的(de)低(di)電(dian)導率而導致的(de)失配(pei)反(fan)應動力(li)(li)學。

　　在這項(xiang)工作中，研(yan)究人員提出了(le)一種通過結(jie)合(he)有機分子偶(ou)聯，冷凍干燥和熱解過程，將(jiang)碳納米膜原位注入鈦酸(suan)鋰復(fu)合(he)材(cai)料并同時形成(cheng)3D多(duo)孔(kong)結(jie)構(gou)的(de)策略。

　　因此，鋰(li)離子的(de)擴(kuo)散系數顯著提高(gao)。此外(wai)，構建了將(jiang)這種快速動力學的(de)鈦酸鋰(li)與環(huan)保的(de)膨脹石墨（EG）陰極相結合(he)的(de)雙(shuang)離子電池(chi)(chi)配置，它具有高(gao)的(de)比容量，良好倍率(lv)能(neng)力，長循環(huan)穩(wen)定性(xing)以及(ji)在700次循環(huan)后(hou)100％的(de)容量保持率(lv)，是(shi)所報道的(de)雙(shuang)離子電池(chi)(chi)的(de)最佳循環(huan)性(xing)能(neng)。

　　中科院稱，深圳研發的(de)這種設備是(shi)使用(yong)鈦酸鋰化學(xue)物(wu)質的(de)性能(neng)最(zui)好的(de)全(quan)電池(chi)之一。該研究(jiu)院計(ji)劃(hua)繼續在(zai)這一領域(yu)開(kai)展工作，因為它顯示了(le)在(zai)高度安(an)全(quan)和環保的(de)能(neng)源儲能(neng)應(ying)用(yong)方面的(de)巨大潛力。