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充滿電只需100秒！清華與麻省理工研發(fā)全新鈦酸鋰水合物

2017-12-19 15:03:07 來源：蓋世汽車作者：李文龍　點擊量：評論 (0)

據外媒報道，清華大學、麻省理工學院及阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）共同發(fā)現(xiàn)了一系列全新的鈦酸鋰水合物（lithium titanate hydrates），相較于Li2O–TiO2材料，其電化學性能

據外媒報道，清華大學、麻省理工學院及阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）共同發(fā)現(xiàn)了一系列全新的鈦酸鋰水合物（lithium titanate hydrates），相較于Li2O–TiO2材料，其電化學性能（electrochemical performances）較好。該物質應用于超長循環(huán)壽命且高倍率性能的鋰離子電池，有效拓展了儲能材料的研究范圍，并提供了電極材料改性的新思路。

　　在35℃試驗溫度下，全新的鈦酸鋰水合物的比容量約為130?mA?h/g（在100秒內完全充滿電）并實現(xiàn)10000次充放電過程，其每充放電周期的容量衰減為0.001%。據該團隊透露，其發(fā)現(xiàn)了上述鈦酸鋰水合物，并優(yōu)化了脫水納米結構（nanostructuring，ODIN）。

　　當科研人員在實驗室內測試上述材料時（1萬多次充放電周期），其循環(huán)穩(wěn)定性有所提升，而電量衰退幅度微乎其微。此外，該團隊發(fā)現(xiàn)，這類電量的充電時間不足2分鐘（在100秒內）。

　　阿貢國家實驗室電池科研人員Jun Lu指出，大多數情況下，對于非水鋰離子電池（non-aqueous lithium-ion batteries）而言，水是不利于其的物質。然而，對該款電池材料而言，結果卻截然相反。

　　該研究團隊采用各類先進的表征技術（advanced characterization techniques）使材料受熱，從而追蹤器復合物及結構變化，如：X射線衍射（x-ray diffraction）。該技術由阿貢國家實驗室旗下的先進光子源（Advanced Photon Source）提供。

　　當分析綜合表征特性時，該團隊提升了材料的結構多樣性并采用了納米結構，其陽極材料內的捕獲水（trapped water）可提升電池性能。

　　Jun Lu表示，水在自然界內可謂無處不在，也是化學合成（chemical synthesis）所需的常見原材料。該研究所采用的方法或將為探尋其他高性能電極材料開啟新的大門。