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| 清华大学、麻省理工学院及阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）共同发现了一系列全新的钛酸锂水合物（lithium titanate hydrates），相较于Li2O–TiO2材料，其电化学性能（electrochemical performances）较好。该物质应用于超长循环寿命且高倍率性能的锂离子电池，有效拓展了储能材料的研究范围，并提供了电极材料改性的新思路。 在35℃试验温度下，全新的钛酸锂水合物的比容量约为130 mA h/g（在100秒内完全充满电）并实现10000次充放电过程，其每充放电周期的容量衰减为0.001%。据该团队透露，其发现了上述钛酸锂水合物，并优化了脱水纳米结构（nanostructuring，ODIN）。 当科研人员在实验室内测试上述材料时（1万多次充放电周期），其循环稳定性有所提升，而电量衰退幅度微乎其微。此外，该团队发现，这类电量的充电时间不足2分钟（在100秒内）。 阿贡国家实验室电池科研人员Jun Lu指出，大多数情况下，对于非水锂离子电池（non-aqueous lithium-ion batteries）而言，水是不利于其的物质。然而，对该款电池材料而言，结果却截然相反。 该研究团队采用各类先进的表征技术（advanced characterization techniques）使材料受热，从而追踪器复合物及结构变化，如：X射线衍射（x-ray diffraction）。该技术由阿贡国家实验室旗下的先进光子源（Advanced Photon Source）提供。 当分析综合表征特性时，该团队提升了材料的结构多样性并采用了纳米结构，其阳极材料内的捕获水（trapped water）可提升电池性能。 Jun Lu表示，水在自然界内可谓无处不在，也是化学合成（chemical synthesis）所需的常见原材料。该研究所采用的方法或将为探寻其他高性能电极材料开启新的大门。 |
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