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新材料技术

普通的钛酸锂(LTO) 材料在电池中与电解液之间容易发生相互作用，在充放循环反应过程中会产生气体析出，因此普通的钛酸锂电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，电性能也会大幅下降，极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命，这也是制约钛酸锂电池大规模应用的一个重要原因。 中国科学院海西研究院，福建省石墨烯储能与复合材料技术开发应用工程研究中心张易宁团队的成果：高安全、高倍率石墨烯复合钛酸锂负极材料。我们制备的高导电性石墨烯复合改性钛酸锂，解决了导电性差的问题，具有超高倍率性和安全性，在20C超高倍率下的比容量可达140 mAh g-1为理论容量（175 mAh g-1 ) 的80%，循环寿命超过万次，安全性能好，耐过充过放。

制备工艺简单，可宏量制备，技术成果将入驻中科院海西院中试基地进行中试制备，可望解决钛酸锂规模化应用的关键一环。 通过预先碳包覆二氧化钛方式成功制备了高倍率钛酸锂负极材料(LTO/C)。使用XRD、SEM、TG和TEM技术表征材料的组成、结构和形貌特征。结果表明二氧化钛表面的碳层能有效抑制钛酸锂晶粒的生长和团聚,钛酸锂晶粒尺寸维持在200 nm左右,其中晶粒表面均匀包覆着一层厚度约为10 nm的碳层,碳含量为质量分数***%,提高了晶粒表面的电子导电率。通过循环伏安法和交流阻抗谱分析得出晶粒的减小和电子导电率的提高使得LTO/C电极具有更大的锂离子扩散系数和更小的电荷传导阻抗,这能更好地抑制电极在高倍率充放电过程中出现的极化,提高材料的倍率性能和循环稳定性。在***,1C,2C,5C,10C和20C电流密度下,LTO/C电极可逆放电比容量分别为175,170,167,160,151和135 mAh·g(-1);在20 C高倍率下循环500圈容量保持率为93%,仅9 mAh·g(-1);在20 C高倍率下循环500圈容量保持率为93%,仅9 mAh·g(-1)容量损失。

中国科学院海西研究院，福建省石墨烯储能与复合材料技术开发应用工程研究中心张易宁团队张易宁，中国科学院海西研究院研究员、博士生导师，福建省石墨烯储能与复合材料技术应用开发工程研究中心主任，致力于新型功能材料、先进电子元器件的研究及其应用。 研究方向： 功能材料，包括石墨烯、导电聚合物、锂离子电池电极材料及电解质、超级电容器电极材料及电解质、磁性材料、电子陶瓷等； 电子元器件，包括超级电容器、铅碳超级电池、锂离子电容器、锂离子电池、固态电解电容器、陶瓷电容器、传感器等； 功能性涂层，包括防腐涂层、耐磨涂层、疏水涂层、电磁屏蔽涂层、隔热涂层、珠光颜料等。

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