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《用于快速充电、高容量和安全锂离子电池的Ti2Nb14O39阳极材料》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2017-10-20

  • ti-nb-o二进制氧化物材料代表了锂离子电池的一组极有前景的阳极材料。这些材料的优异性能(388-402毫安g-1)，显示出优异的安全性能，如在锂电镀电压和最小体积变化上的操作潜力。在此，这项研究报告了ti-nb-o家族的一名新成员，Ti2Nb14O39，作为一种先进的阳极材料。Ti2Nb14O39多孔球体(Ti2Nb14O39-s)显示了一种有缺陷的剪切重晶体结构，其体积大，且有大量的阳离子交换空间(0.85%与所有阳离子交换位置)。这些形态和结构特征允许短的电子/Li+-离子传输长度和快速的Li+-离子扩散系数。因此,Ti2Nb14O39-S材料提供重pseudocapacitive行为和良好的电化学性能,包括高可逆容量(326 mAh克−1 0.1 C),第一个周期库仑效率高(87.5%),安全的工作潜力(vs李/李+ 1.67 V),突出速度能力(223 mAh g - 1 40 C级)和持久的循环稳定性(只有0.032%的容量损失每周期在200周期10 C)。这些令人印象深刻的结果清楚地表明,充电快Ti2Nb14O39-S可以是一个有前途的阳极材料,锂离子电池高容量、安全、稳定。

    —— 文章发布于2017年10月17日

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    • 荷兰特温特大学的研究人员发现，通过使用铌酸镍作为锂离子电池的阳极，充电速度可以提高十倍。 通常来说，有两种材料可以作为阳极材料。首先，最常见的是石墨阳极，它的能量密度极高，可以为汽车供电数百英里而无需充电。然而，这种电池在充电时会有锂金属电镀的过程，从而容易导致火灾和爆炸。 另一种是钛酸锂阳极，可以快速充电，但缺点是随着时间推移其能量密度会显著下降，这意味着需要更频繁地对电池进行充电。 荷兰特温特大学的研究人员在发表在《Advanced Energy Materials》杂志上的一篇论文中表示，铌酸镍这种新材料能够提高充电速度，同时降低损坏阳极材料、导致电池损坏或缩短其使用寿命的风险。 铌酸镍（NiNb2O6）是一种新材料，在研究人员看来，它具有非常有吸引力的特性，例如经过多次超快充电循环后可以恢复到原来的水平。这主要与其“开放和规则的晶体结构”有关，导致电荷传输信道相同。这意味着它的性能优于标准阳极材料石墨。 此外，尽管制造这种类型的纳米材料很复杂，但铌酸镍的情况并非如此，因为它不需要无尘室这样的基础设施。而且，铌酸镍比石墨更致密、体积能量密度更高，更有机会打造出更轻、更简单的商业电池。 研究人员通过测试发现，该版本非常适合将其引入能源网、需要快速充电和放电的电动机器或电动重型运输工具。但是，如果用于电动汽车，还需要进一步改进。
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    • 编译者：武春亮
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