近日，材料與化學(xué)工程學(xué)院教師周菁聯(lián)合鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院張騰飛研究員在材料領(lǐng)域新興期刊《Small Structures》（IF=15.9）上發(fā)表題名為“A Cost-Effective Production of Li4Ti5O12 Resisting Unsettled Market and Subsequent Application in the Li-Ion Capacitor”（《抵御動(dòng)蕩市場(chǎng)的Li4Ti5O12經(jīng)濟(jì)化生產(chǎn)路線及其應(yīng)用于鋰離子電容器》）的高水平研究論文。
優(yōu)異的材料和新穎的器件結(jié)構(gòu)是滿足日益增長(zhǎng)的儲(chǔ)能需求的關(guān)鍵因素。鋰離子電容器作為非對(duì)稱超級(jí)電容器的一種典型代表，利用電池的高比能量和超級(jí)電容器的超大比功率來(lái)滿足均衡的電化學(xué)儲(chǔ)能要求。尖晶石型鈦酸鋰固有的和不可替代的優(yōu)勢(shì)使其成為動(dòng)力電池和鋰離子電容器的最佳候選者之一。然而，上游市場(chǎng)的波動(dòng)，例如原材料價(jià)格飆升和供應(yīng)短缺，極大地威脅到尖晶石型鈦酸鋰的生產(chǎn)、銷售、應(yīng)用。柔性生產(chǎn)工藝，即使用廉價(jià)易得的氫氧化鋰水合物來(lái)替代價(jià)格高且供應(yīng)緊張的碳酸鋰以生產(chǎn)尖晶石型鈦酸鋰，有助于相關(guān)產(chǎn)業(yè)在特定市場(chǎng)周期中克服挑戰(zhàn)。該研究工作從新的視角報(bào)道了自氫氧化鋰水合物起始，以高質(zhì)量的碳酸鋰作為中間產(chǎn)物，在羧化后跳過(guò)分離步驟，從而實(shí)現(xiàn)成本和技術(shù)維度更加有效的尖晶石型鈦酸鋰生產(chǎn)路線。所得尖晶石型鈦酸鋰的電化學(xué)性能優(yōu)于商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者。以所得尖晶石型鈦酸鋰作為負(fù)極材料的鋰離子電容器的比能量達(dá)到89.5Wh/kg。這些結(jié)果表明，尋找技術(shù)可行、成本可控、供應(yīng)鏈穩(wěn)定的鈦酸鋰合成路線以應(yīng)對(duì)周期性市場(chǎng)波動(dòng)的策略和實(shí)踐取得了成功。
此研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中原英才計(jì)劃、鄭州大學(xué)求是科研計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/sstr.202300377
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