Forskere foreslår nye højtydende dual-ion-batterier med 3-D porøs struktur

Dual-ion-batterier (DIB'er) bestående af en grafitanode og katode har tiltrukket sig større opmærksomhed på grund af deres fordele ved miljøvenlighed, fremragende cyklisk stabilitet og god sikkerhed.

Litiumtitanat (LTO) er fremstået som et lovende anodemateriale på grund af dets gode kapacitetsevne, cyklabilitet, og sikkerhedsfunktion.

Imidlertid, den specifikke kapacitet af lithiumtitanat (LTO) -DIB er stadig relativt lav ( <50 mAh g ^-1 ), som er forårsaget af den mismatchende reaktionskinetik mellem grafitkatoden og LTO -anoden for den lave ledningsevne af LTO.

Forskere fra Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) fra det kinesiske videnskabsakademi udarbejdede en LTO/kulstofkomposit med in-situ implanterede carbon nanofilmer og 3-D porøs struktur (LTO@3DC) ved kombinationen af ​​organisk molekylkobling, frysetørring, og pyrolyse.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Chemical Engineering Journal .

Carbon nanofilmene og 3-D porøs struktur kan hæve elektronledningen og Li+ ioner diffusionskinetik, hvilket fører til god cykelstabilitet og høj ydeevne.

Desuden, forskere konstruerede DIB-konfiguration ved at kombinere den hurtige kinetik LTO@3DC anode og miljøvenlig udvidet grafit (EG) katode (LTO@3DC-DIB). Det udviste forbedrede præstationer med en høj specifik kapacitet på 110 mAh g ^-1 ved 2 C (1C =100 mA g ^-1 ), god renteevne op til 10 C, og lang cykelstabilitet med en kapacitetsretention på ~ 100% efter 700 cyklusser ved 5 C.

LTO@3DC-DIB udviste en medium udladningsspænding på 3 V, meget højere end de fleste af de rapporterede LTO -baserede fulde batterier, viser et stort potentiale for applikationer med høj sikkerhed og miljøvenlig energilagring.