设计一种本征稳定的锂离子电池是一项十分重大的挑战。锂的插入和脱嵌通常会改变电极晶体的化学性质,而这又会促进电化学循环的退化。此外,电极行为不是孤立的,因而很难进行管理,特别是在全固态电池中。因此,开发能够可逆地插入和脱嵌大量电荷载体(Li+)(即高容量)且在电化学循环中具有本征稳定性的材料非常有必要
本文研究了具有无序岩盐结构的锂过量型钒氧化物作为高容量和命的正极材料。在优化的液体电解质中的纳米级Li8/7Ti2/7V4/7O2在双电子V3+/V5+阳离子氧化还原的情况下提供了超过300 mAh g-1的可逆容量,与金属锂负极材料结合时达到750 Wh kg-1。关键的是,在采用硫化物为固体电解质的全固态电池中,观察到了高度可逆的锂存储,400次循环中没有明显的容量衰减。本研究通过原位同步辐射X射线衍射法与膨胀测量法相结合,揭示了电化学循环过程中出色的可逆性和接近尺寸不变的特性,这与锂化和脱锂时可逆的钒迁移有关
现阶段,国内有些厂家采用三元NCM/钛酸锂负极组合的技术路线,避免了碳负极可能存在的锂枝晶生成所造成安全性和循环性差的问题。采用此模块生产的动力电池具有安全性好,充放电倍率高,循环寿命长(可达5000-10000次)的特点,因而在动力电池领域备受关注