导读

锂离子电池具备能量密度高、原于高无传染、位静无影像效应、电自动性电池循环寿命长等短处，组装质料使其普遍运用于电动汽车、分解电子配置装备部署等规模。高晃功钛酸锂 (Li₄Ti₅O₁₂，纳牛LTO) 负极质料近些年来引起了普遍关注。米复LTO的合质实际容量为175 mAh/g，充放电历程中晶格常数简直不变更，料用锂离被称为“零应变”质料。原于高同时，位静LTO具备优异的电自动性电池循环晃动性以及高库仑功能。可是组装质料，LTO的分解实际容量低、导电性差，限度了其作为锂离子电池负极质料的睁开。为了后退LTO的电化学功能，当初运用至多的是离子异化、概况复合改性技术。

下场掠影

克日，辽宁工程技术大学王鸣副教授 (Ming Wang) 团队以及昆士兰科技大学闫诚(Cheng Yan) 教授团队在Advanced Functional Materials上宣告了问题为"Synthesis of Highly Stable LTO/rGO/SnO₂ Nanocomposite via In Situ Electrostatic Self-assembly for High-performance Lithium-ion Batteries"的钻研文章。该团队初次提出接管“一石二鸟”的策略，既实现为了LTO与rGO以及SnO₂的复合，又使Sn离子异化进LTO晶格中，使LTO的电化学功能有了突破性的后退，这项使命开拓了LTO基锂离子电池电极质料钻研的斩新规模，增长了新能源规模的睁开。为LTO的钻研提供了很好的钻研思绪。

图文概览

图1 LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料制备工艺及电化学功能展现图

图2 LTO、LTO/rGO、LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料: (a) XRD图谱; (b) (111) 衍射峰的淘汰图谱; (c)XPS: O1光谱; (d) LTO纳米质料TEM图像以及选区衍射插图; (e) LTO/rGO纳米复合质料的TEM图像; (f) LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料TEM图像以及选区衍射插图; (g) LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料的STEM图像; (h), (i) LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料的HRTEM图像

图3(a) LTO、LTO/rGO以及LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料的EIS (交流阻抗) 图; (b)差距放电倍率下的倍率功能; (c)LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料在20C倍率下的比容量; (d) LTO/rGO/SnO₂@LFP纳米复合质料的倍率功能; (e) 展现“LNTU”图案的LED小灯泡被点亮; (f) 文献中LTO基全电池的能量以及功率密度的Ragone图比力

总结

总之，作者接管重大的三步水热法分解了LTO/rGO/SnO₂纳米复合质料，经由组成Ti-O-C键、Sn-O-C以及Sn-O-Ti键使复合质料具备优异的妄想晃动性。经由三维rGO收集以及在LTO晶格上异化Sn离子后退了LTO的电子传输能耐。经由削减rGO以及SnO₂清晰后退了LTO的比概况积，延迟了Li⁺以及电子的传输道路。

LTO的比容量、倍率功能以及循环晃动性在LTO/rGO/SnO₂纳米复合股料中患上到了极大的后退。在0.5C倍率下，初次放电比容量为1059.7 mAh/g。5次循环后库仑功能挨近99.9%，每一个周期的容量坚持率挨近100%。经由1000次循环后，LTO/rGO/SnO₂的比容量为603.5mAh/g (LTO~143.3mAh/g)，在20C下仍高达445.2mAh/g (LTO~88.6)。LTO/rGO/SnO₂@LFP全电池具备130.56 Wh·kg⁻¹的高能量密度以及2868.5 W·kg⁻¹的高功率密度。第一性道理合计证实，削减rGO以及SnO₂可能后退LTO的导电性，更有利于电子传导，有助于改善电极的反映能源学，增长电荷转移，后退Li⁺在电极资料中的散漫速率，使其具备精采的倍率功能以及晃动的循环功能。

相关论文宣告在Advanced Functional Materials上，辽宁工程技术大学王鸣副教授 (ORCID: 0000-0003-0453-3069) 为第一作者兼通讯作者，昆士兰科技大学闫诚 (Cheng Yan) 教授 (ORCID: 0000-0002-4909-439X) 为通讯作者。

文献链接：Wang M, Fang P F, Chen Y, et al. Synthesis of Highly Stable LTO/rGO/SnO₂ Nanocomposite via In Situ Electrostatic Self‐Assembly for High‐performance Lithium‐Ion Batteries[J]. Advanced Functional Materials, 2023: 2213902. https://doi.org/10.1002/adfm.202213902

本文由作者供稿