上交大/重大AEM：高性能锂离子电池负极，倍率达100 C，寿命超3000圈！

石墨作为商业锂离子电池（LIBs）的主要负极，其具有迟缓的电化学动力学、接近锂沉积的低电位，这导致差倍率性能和安全问题。尽管钛基氧化物受到了相当大的关注，但每种备选方案在容量、运行潜力、倍率能力和寿命之间都表现出不令人满意的权衡。

上海交通大学杨立、章正熙、重庆大学杨小龙等通过简单的溶胶-凝胶和离子交换反应合成了亚微米级钛酸钇锂（LYTO），并将其作为低电位和超高倍率的插层型负极应用于LIBs。

图1. 材料表征

研究显示，在没有任何辅助方法，如纳米化、涂层或元素掺杂的情况下，LYTO负极表现出0.3V的平均工作电位(相对于Li⁺/Li)、236 mAh g^-1的高比容量和3000次循环后98%容量保持率的持久循环性能。更令人印象深刻的是，无需额外的修饰，其在0.5 C至100 C（1 C=200 mA g^-1）的电流密度范围内实现了高倍率性能，例如，在60 C和100 C时分别提供112和87 mAh g^-1。

图2. 半电池性能

此外，综合表征和计算模拟表明，由于低扩散能垒，在LYTO框架中发生了具有小晶格变化和快速二维Li⁺迁移的可逆固溶体反应。另外，与LiFePO4正极匹配后，制备的全电池能量密度达到Li₄Ti₅O₁₂/LiFePO₄全电池的2.4倍。受益于其突出的固有特性，这种制备的LYTO作为高性能锂离子电池的低压和超高倍率负极材料具有很大的潜力。

图3. 全电池性能

Layered Perovskite Lithium Yttrium Titanate as a Low-Potential and Ultrahigh-Rate Anode for Lithium-Ion Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202200922

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上交大/重大AEM：高性能锂离子电池负极，倍率达100 C，寿命超3000圈！

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