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清华与MIT等研发钛酸锂水合物 充满电只需100秒

2017-12-18 11:17:30 李文龙 盖世汽车
核心提示:据外媒报道,清华大学、麻省理工学院及阿贡国家实验室共同发现了一系列全新的钛酸锂水合物,相较于Li2O–TiO2材料,其电化学性能较好。在35℃试验温度下,全新的钛酸锂水合物的比容量约为130 mA h/g(在100秒内完全充满电)并实现10000次充放电过程,其每充放电周期的容量衰减为0.001%。据该团队透露,其发现了上述钛酸锂水合物,并优化了脱水纳米结构(ODIN)。当分析综合表征特性时,该团队提升了材料的结构多样性并采用了纳米结构,其阳极材料内的捕获水可提升电池性能。

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盖世汽车讯 据外媒报道,清华大学、麻省理工学院及阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)共同发现了一系列全新的钛酸锂水合物(lithium titanate hydrates),相较于Li2O–TiO2材料,其电化学性能(electrochemical performances)较好。该物质应用于超长循环寿命且高倍率性能的锂离子电池,有效拓展了储能材料的研究范围,并提供了电极材料改性的新思路。

在35℃试验温度下,全新的钛酸锂水合物的比容量约为130 mA h/g(在100秒内完全充满电)并实现10000次充放电过程,其每充放电周期的容量衰减为0.001%。据该团队透露,其发现了上述钛酸锂水合物,并优化了脱水纳米结构(nanostructuring,ODIN)。

当科研人员在实验室内测试上述材料时(1万多次充放电周期),其循环稳定性有所提升,而电量衰退幅度微乎其微。此外,该团队发现,这类电量的充电时间不足2分钟(在100秒内)。

阿贡国家实验室电池科研人员Jun Lu指出,大多数情况下,对于非水锂离子电池(non-aqueous lithium-ion batteries)而言,水是不利于其的物质。然而,对该款电池材料而言,结果却截然相反。

该研究团队采用各类先进的表征技术(advanced characterization techniques)使材料受热,从而追踪器复合物及结构变化,如:X射线衍射(x-ray diffraction)。该技术由阿贡国家实验室旗下的先进光子源(Advanced Photon Source)提供。

当分析综合表征特性时,该团队提升了材料的结构多样性并采用了纳米结构,其阳极材料内的捕获水(trapped water)可提升电池性能。

Jun Lu表示,水在自然界内可谓无处不在,也是化学合成(chemical synthesis)所需的常见原材料。该研究所采用的方法或将为探寻其他高性能电极材料开启新的大门。(本文图片选自greencarcongress.com)

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