清華與MIT等研發鈦酸鋰水合物 充滿電只需100秒

據外媒報道，清華大學、麻省理工學院及阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）共同發現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（electrochemical performances）較好。該物質應用于超長循環壽命且高倍率性能的鋰離子電池，有效拓展了儲能材料的研究范圍，并提供了電極材料改性的新思路。

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10000次充放電過程，其每充放電周期的容量衰減為0．001％。據該團隊透露，其發現了上述鈦酸鋰水合物，并優化了脫水納米結構（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），其循環穩定性有所提升，而電量衰退幅度微乎其微。此外，該團隊發現，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。（本文圖片選自greencarcongress．com）