Ánodo híbrido TNOx/HRGO superior para baterías de iones de litio
Los investigadores han mejorado significativamente el rendimiento de los óxidos de niobio-titanio para las baterías de iones de litio
En un artículo publicado en la NANO, un equipo de investigadores del Centro de Desarrollo de Ciencia y Tecnología de Chengdu ha mejorado significativamente el rendimiento de los óxidos de titanio y niobio para las baterías de iones de litio. Esto tiene aplicaciones en los vehículos eléctricos y la electrónica móvil.
En la imagen morfológica y la capacidad de tasa del TNOx/HRGO, se puede ver que su estructura es de microesferas de TNOx envueltas por HRGO de tipo gosamérico, y su capacidad es tan alta como 225 mAh/g y 173 mAh/g a 20 C y 40 C, respectivamente.
Debido a su alta seguridad y capacidad, el óxido de niobio-titanio (TNO) ha ganado mucha atención como material para el ánodo de las baterías de iones de litio. Sin embargo, su conductividad electrónica es demasiado baja para tener una gran capacidad a altas velocidades. Con el fin de mejorar el rendimiento de alta velocidad del TNO de manera efectiva, un equipo de investigadores del Centro de Desarrollo de Ciencia y Tecnología de Chengdu, Academia de Física de Ingeniería de China, ha combinado la modificación de la estructura cristalina, la reducción del tamaño de las partículas, la estructura porosa y la composición de la fase conductiva para resolver este problema. El rendimiento electroquímico, especialmente el rendimiento de alta velocidad, del material fue mejorado significativamente.
El híbrido Ti2Nb10O29-x/HRGO se fabricó con éxito introduciendo vacantes en el Ti2Nb10O29 (TNO) e hibridando el TNO con óxido de grafeno reducido. La estructura del TNOx/HRGO son microesferas de TNOx con vacantes de oxígeno envueltas por HRGO de tipo gosamer. Las mediciones electroquímicas confirmaron que el híbrido TNOx/HRGO exhibió una excelente capacidad reversible de 316 mAh/g, 278 mAh/g, 242 mAh/g, 225 mAh/g, y 173 mAh/g a 1 C, 5 C, 10 C, 20 C, y 40 C, respectivamente. Después de 300 ciclos a 10 C, todavía tiene una alta capacidad de 238 mAh/g con una alta capacidad de retención del 98%, revelando una excelente estabilidad de los ciclos.
Las vacantes de oxígeno del TNOx y la alta conductividad del HRGO pueden mejorar eficazmente la conductividad electrónica del híbrido TNOx/HRGO, y los orificios del HRGO son beneficiosos para la transmisión de iones de litio (Li+). El efecto de sinergia de las características anteriores mejora el rendimiento de la tasa del híbrido TNOx/HRGO. Además, la existencia de HRGO puede amortiguar la expansión del volumen durante los procesos de inserción de Li+, lo que puede mejorar la estabilidad cíclica del híbrido TNOx/HRGO.
En este trabajo, la utilización combinada de varios métodos ha demostrado ser una forma efectiva de mejorar el rendimiento electroquímico del TNO. El híbrido Ti2Nb10O29-x/HRGO puede ser un material potencial de ánodo para el almacenamiento de iones de litio con alta seguridad y gran capacidad, así como un excelente rendimiento de alta tasa y ciclo.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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