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Lithium titanate hydrates with superfast and stable cycling in lithium ion batteries.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2017-09-20 , DOI: 10.1038/s41467-017-00574-9 Shitong Wang , Wei Quan , Zhi Zhu , Yong Yang , Qi Liu , Yang Ren , Xiaoyi Zhang , Rui Xu , Ye Hong , Zhongtai Zhang , Khalil Amine , Zilong Tang , Jun Lu , Ju Li
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2017-09-20 , DOI: 10.1038/s41467-017-00574-9 Shitong Wang , Wei Quan , Zhi Zhu , Yong Yang , Qi Liu , Yang Ren , Xiaoyi Zhang , Rui Xu , Ye Hong , Zhongtai Zhang , Khalil Amine , Zilong Tang , Jun Lu , Ju Li
Lithium titanate and titanium dioxide are two best-known high-performance electrodes that can cycle around 10,000 times in aprotic lithium ion electrolytes. Here we show there exists more lithium titanate hydrates with superfast and stable cycling. That is, water promotes structural diversity and nanostructuring of compounds, but does not necessarily degrade electrochemical cycling stability or performance in aprotic electrolytes. As a lithium ion battery anode, our multi-phase lithium titanate hydrates show a specific capacity of about 130 mA h g-1 at ~35 C (fully charged within ~100 s) and sustain more than 10,000 cycles with capacity fade of only 0.001% per cycle. In situ synchrotron diffraction reveals no 2-phase transformations, but a single solid-solution behavior during battery cycling. So instead of just a nanostructured intermediate to be calcined, lithium titanate hydrates can be the desirable final destination.Water is usually not favorable in high-voltage window aprotic electrolytes. Here the authors discover some lithium titanate hydrates that allow superior power rate and ultralong cycle life in aprotic electrolytes.
中文翻译:
钛酸锂在锂离子电池中以超快且稳定的循环水合。
钛酸锂和二氧化钛是两种最著名的高性能电极,在非质子传递锂离子电解质中可以循环约10,000次。在这里,我们显示存在更多具有超快和稳定循环的钛酸锂水合物。即,水促进了化合物的结构多样性和纳米结构,但不一定降低非质子电解质中的电化学循环稳定性或性能。作为锂离子电池负极,我们的多相钛酸锂水合物显示出约130 mA h g -1的比容量在约35 C(约100 s内充满电)下,可维持10,000个以上的循环,每个循环的容量衰减仅为0.001%。原位同步加速器衍射显示没有2相转变,但是在电池循环过程中只有一个固溶行为。因此,钛酸锂水合物不仅是要煅烧的纳米结构中间体,而且可能是理想的最终目的地。在高压窗口非质子电解质中,水通常是不利的。在这里,作者发现了一些钛酸锂水合物,它们在非质子电解质中具有出色的功率比和超长的循环寿命。
更新日期:2017-09-20
中文翻译:
钛酸锂在锂离子电池中以超快且稳定的循环水合。
钛酸锂和二氧化钛是两种最著名的高性能电极,在非质子传递锂离子电解质中可以循环约10,000次。在这里,我们显示存在更多具有超快和稳定循环的钛酸锂水合物。即,水促进了化合物的结构多样性和纳米结构,但不一定降低非质子电解质中的电化学循环稳定性或性能。作为锂离子电池负极,我们的多相钛酸锂水合物显示出约130 mA h g -1的比容量在约35 C(约100 s内充满电)下,可维持10,000个以上的循环,每个循环的容量衰减仅为0.001%。原位同步加速器衍射显示没有2相转变,但是在电池循环过程中只有一个固溶行为。因此,钛酸锂水合物不仅是要煅烧的纳米结构中间体,而且可能是理想的最终目的地。在高压窗口非质子电解质中,水通常是不利的。在这里,作者发现了一些钛酸锂水合物,它们在非质子电解质中具有出色的功率比和超长的循环寿命。