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
據(jù)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
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(jù)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(shù)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。
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