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中国研究人员改良TNOx/HRGO混合负极 提高锂离子电池性能

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动力电池的技术升级方向解析

58京牌 ,成都科技研发中心的研究人员显著提升了锂离子电池用钛铌氧化物的性能。在和移动电子设备领域,这种氧化物均应用广泛。

 图片来源:greencargongress

作为锂离子电池负极材料,氧化钛铌(TNO)具有高安全性和高容量,因此受到广泛关注。然而,它的电导率太低,在高速率下容量表现不佳。为了有效提高TNO的高速率性能,中国工程物理研究院成都科技研发中心的研究人员,利用晶体结构改性、粒度破碎、多孔结构和导电相合成等方法,使这种材料的电化学性能,尤其是高速性能,得到了显著提高。

通过在Ti2Nb10O29 (TNO)中引入空位,并将TNO与多孔还原氧化石墨烯(HRGO)杂交,成功制备出Ti2Nb10O29-x/HRGO混合物。TNOx/HRGO的结构为带有氧空位的TNOx微球,被丝状HRGO包裹。电化学测量结果表明,在1℃、5℃、10℃、20℃、40℃下,TNOx/HRGO混合物具有良好的可逆容量,分别为316 mAh/g、278 mAh/g、242 mAh/g、225 mAh/g和173 mAh/g。

在10℃下循环300次后,仍具有238 mAh/g的高容量,高容量保留率达98%,具有良好的循环稳定性。

TNOx的氧空位和HRGO的高导电性,可以有效提高TNOx/HRGO混合物的电子导电性,而HRGO的空位有利于传输锂离子。在以上特性的协同作用下,TNOx/HRGO混合物的速率性能得到提高。

此外,Li+插入过程中会产生体积膨胀,HRGO的存在可以缓解这一现象,提高TNOx/HRGO混合物的循环稳定性。

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