鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:989次 | 2021年10月21日
日本開發(fā)出蓄電池用LTO替代材料 導(dǎo)電率改善1000倍
日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)在學(xué)術(shù)雜志《JournalofPowerSources》上發(fā)表論文稱,大幅提高了鋰離子二次電池中采用鈦鈮(Ti-Nb)氧化物的負(fù)極材料的特性。有可能實(shí)現(xiàn)兼顧高能量密度、大輸出功率和高安全性的鋰離子二次電池。
這種負(fù)極材料是Ti2Nb10O29(TNO)結(jié)構(gòu)的氧化物,由日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)電氣與電子信息工學(xué)系教授櫻井庸司和副教授稻田亮史的研究室開發(fā)。
TNO是相有關(guān)Li/Li+的平均電勢(shì)差為1.6V、輸出功率低時(shí)容量為250mAh/g的材料。相有關(guān)作為鋰離子二次電池的負(fù)極廣為使用的鈦酸鋰(LTO)的Li/Li+,平均電勢(shì)差為1.55V,理論容量為175mAh/g,因此安全性跟LTO相同高,但容量能夠新增4成。不過,TNO幾乎為絕緣體,導(dǎo)電率低,存在輸出功率大時(shí)容量會(huì)大幅降低的問題。
此次,由櫻井領(lǐng)導(dǎo)的研究小組不是在空氣中焙燒TNO,而是在真空中焙燒TNO形成負(fù)極的。這時(shí),導(dǎo)電率提高1000倍左右,在室溫下也達(dá)到10-6~10-5S/cm。結(jié)果,輸出電流密度為7mA/cm2(20℃)時(shí)的容量由原來的100mAh/g以下大幅提高到了約180mAh/g。電流密度越大,容量改善率越高。
在空氣中焙燒過的TNO呈白色,而在真空中焙燒后,Ti4+與Ti3+離子處于混合狀態(tài),呈深藍(lán)色。通過熱重量分析等,在真空中焙燒過的TNO中,部分Ti4+還原成了Ti3+,存在氧原子空缺。櫻井等人認(rèn)為正式這種氧原子空缺才帶來了高導(dǎo)電性。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
原標(biāo)題:日本開發(fā)出蓄電池用LTO替代材料導(dǎo)電率改善1000倍