As baterias de íon duplo (DIBs) que consistem em um ânodo e cátodo de grafite têm atraído cada vez mais atenção devido às suas vantagens de respeito ao meio ambiente, excelente estabilidade cíclica e boa segurança.

O titanato de lítio (LTO) emergiu como um material de ânodo promissor devido à sua boa capacidade de taxa, ciclabilidade, e recurso de segurança.

Contudo, a capacidade específica do titanato de lítio (LTO) -DIB ainda é relativamente baixa ( <50 mAh g ^-1 ), que é causada pela cinética de reação incompatível entre o cátodo de grafite e o ânodo LTO para a baixa condutividade do LTO.

Pesquisadores dos Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências prepararam um compósito LTO / carbono com nanofilmes de carbono implantados in-situ e estrutura porosa 3-D (LTO @ 3DC) pela combinação de acoplamento de moléculas orgânicas, liofilização, e pirólise.

O estudo foi publicado em Chemical Engineering Journal .

Os nanofilmes de carbono e a estrutura porosa 3-D podem elevar a condutividade eletrônica e a cinética de difusão de íons Li +, levando a uma boa estabilidade de ciclismo e desempenho de alta taxa.

Além disso, os pesquisadores construíram a configuração DIB combinando o ânodo LTO @ 3DC de cinética rápida e o cátodo de grafite expandido (EG) amigo do ambiente (LTO @ 3DC-DIB). Exibiu desempenho aprimorado com uma alta capacidade específica de 110 mAh g ^-1 a 2 C (1C =100 mA g ^-1 ), boa capacidade de taxa de até 10 C, e estabilidade de ciclo longo com uma retenção de capacidade de ~ 100% após 700 ciclos a 5 C.

O LTO @ 3DC-DIB exibiu uma tensão de descarga média de 3 V, muito maior do que a maioria das baterias completas baseadas em LTO relatadas, mostrando grande potencial para aplicações de armazenamento de energia ambientalmente amigáveis ​​e de alta segurança.