Nature子刊：多级纳米结构钛酸锂负极材料！

高性能锂离子电池需要具有精确设计的微纳米结构，通过减少晶粒尺寸和操纵结构和形貌确保有效的离子和电子传输，增强电化学性能。

 

有鉴于此，Chaput等人发明了一种可批量化制备多级纳米结构Li₄Ti₅O₁₂（LTO）负极材料的醇热法。

图1. LTO多级纳米结构

 

 

图2. LTO照片与XRD表征

 

研究发现，这种多级结构纳米材料是由4-8 nm的晶粒组装形成的多孔二次结构。XPS表明材料中仅有Ti⁴⁺存在， 化学分析表明Li缺失，这样就导致氧非化学计量比。

 

半电池循环测试表明容量可达到170 mAh g^-1，循环1000次后几乎不发生容量衰退（50C， 72s完成充电）。这种纳米结构、微米结构和非化学计量比的有机结合，使这种LTO负极材料高效电化学性能。

 

图3. 电化学性能表征

 

 

Mateusz Odziomek, Frédéric Chaput et al. Hierarchically structured lithium titanate for ultrafast charging in long-life high capacity batteries. Nature Communications 2017, 8, 15636.