高性能鋰離子電池需要具有精確設計的微納米結構,通過減少晶粒尺寸和操縱結構和形貌確保有效的離子和電子傳輸,增強電化學性能。
有鑒于此,Chaput等人發明了一種可批量化制備多級納米結構Li4Ti5O12(LTO)負極材料的醇熱法。
圖1. LTO多級納米結構
圖2. LTO照片與XRD表征
研究發現,這種多級結構納米材料是由4-8 nm的晶粒組裝形成的多孔二次結構。XPS表明材料中僅有Ti4+存在, 化學分析表明Li缺失,這樣就導致氧非化學計量比。
半電池循環測試表明容量可達到170 mAh g-1,循環1000次后幾乎不發生容量衰退(50C, 72s完成充電)。這種納米結構、微米結構和非化學計量比的有機結合,使這種LTO負極材料高效電化學性能。
圖3. 電化學性能表征