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水系鋰離子電池（ALIBs）因其固有的安全性和成本效益而被認(rèn)為是有前途的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。然而，由于使用水系電解液遇到“正極挑戰(zhàn)”，負(fù)極材料的選擇僅限于具有相對(duì)高氧化還原電位和低容量的候選材料，從而導(dǎo)致低能量密度。

在此，中科院物理所索鎏敏研究員等人報(bào)告了用于ALIB的TiO₂ B（青銅礦晶型TiO₂）負(fù)極，該負(fù)極具有低鋰化電位（非水電解液中為~1.6 V，水系電解液中為~1.8 V）、高容量（~200 mAh/g）和高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，這也是TiO₂ B 首次應(yīng)用于水系鋰離子電池。

當(dāng)TiO₂B負(fù)極與尖晶石LiMn₂O₄配對(duì)時(shí)，LiMn₂O₄//TiO₂ B全電池可以提供高容量（194.5 mAh/g，基于負(fù)極質(zhì)量）和高能量密度（150 Wh/kg，基于總電極質(zhì)量）。

圖1. TiO₂?B納米線的表征

此外，LiMn₂O₄//TiO₂ B全電池在1C下循環(huán)400次后容量保持率為76%，表明 TiO₂ B負(fù)極的優(yōu)異循環(huán)性能，這歸因于TiO₂ B納米線的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和鹽包水 (WIS) 電解質(zhì)。這項(xiàng)研究表明TiO₂ B 負(fù)極可為構(gòu)建高能ALIBs提供新的選擇。

圖2. LiMn₂O₄//TiO₂ B全電池的電化學(xué)性能

TiO₂ (B) Anode for High-Voltage Aqueous Li-ion Batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.046

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物理所索鎏敏EnSM: 一種高壓水系鋰離子電池的TiO2 (B)負(fù)極

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物理所索鎏敏EnSM: 一種高壓水系鋰離子電池的TiO2 (B)負(fù)極

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