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空心碳共掺杂锐钛矿二氧化钛球有望用于高性能金属离子电池

发布时间： 2023-08-02 17:21:17 来源：互联网

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导读根据《Renewables》发表的一项研究，中国科学院合肥物质科学研究院胡林华教授领导的研究团队通过增强电极材料的导电率和离子迁移率，提高了...

根据《Renewables》发表的一项研究，中国科学院合肥物质科学研究院胡林华教授领导的研究团队通过增强电极材料的导电率和离子迁移率，提高了金属离子电池的性能。

锐钛矿型二氧化钛(TiO2)由于其稳定性、低成本、环境友好和安全等独特性能，作为一种有前景的锂离子电池负极材料引起了人们的广泛关注。然而，作为半导体，TiO2本质上较低的离子电导率和电导率导致其容量有限，倍率性能和循环性能较差，严重阻碍了其实际应用。

在这项研究中，研究人员研究了氧空位和碳共掺杂O2空心球(HS-TiO2)的性质，并将其与完全氧化的白色TiO2空心球(W-TiO2)进行比较。

他们发现，当向锐钛矿型TiO2中添加碳掺杂剂和氧空位(VO)时，带隙更小。

此外，局域电子的存在导致锂离子运动的势垒较低，从而加快了离子扩散的速度。这使得当添加和除去Li离子时，氧空位和碳共掺杂的TiO2空心球(HS-TiO2)比完全氧化的TiO2(W-TiO2)更可逆。

通过改变溶剂热反应的持续时间，研究人员可以控制球体的内部结构，使它们成为固体、多孔或空心。这种调整使它们能够在改变内部配置的同时保持一致的形状。

本研究结果为碳共掺杂TiO2空心球及其他类似材料的进一步探索和优化铺平了道路。

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