东京理工大学 制作了三个阴极:一个标准裸阴极(左)，一个涂有一层钛酸钡(中间)，一个涂有几个钛酸钡纳米点(右)
带有纳米点的那个表现出了极大的增强性能
信用:纳米信件 东京理工大学和冈山大学的科学家通过用钛酸钡纳米点装饰锂离子电池的钴酸锂阴极，极大地提高了它们的性能
最重要的是，他们阐明了测量结果背后的机制，结论是钛酸钡纳米点创造了一个特殊的界面，通过这个界面，锂离子可以很容易地循环，即使是在非常高的充电/放电速率下
今天，电气设备和车辆的现代进步已经产生了对稳定性、可充电性和充电速度方面改进电池的需求
虽然锂离子电池已被证明非常有用，但由于其固有的高电阻和不想要的副反应，不可能在高电流下足够快地对其充电而不遇到诸如循环能力和输出容量突然降低等问题
这种有害反应的负面影响阻碍了使用二氧化硅作为阴极材料的锂二次电池
其中之一涉及在充电/放电循环期间Co4+离子溶解到电池的电解质溶液中
另一个影响是在这些电池的活性材料和电极之间形成固体电解质界面，这阻碍了锂离子的运动，从而降低了性能
在以前的一项研究中，科学家报告说使用高介电常数的材料，如钛酸钡(BTO)增强了LCO阴极的高速率性能
然而，观察到的改进背后的机制尚不清楚
为了阐明这一有希望的方法，一组来自东京理工大学的科学家，由教授
Mitsuru Itoh博士
新太郎和安泰先生
苏安原研究了BTO以不同方式应用的LCO阴极，以更详细地了解在BTO-LCO界面发生了什么
钛酸钡纳米点将电流集中在它们周围的一个环中，并创造了锂离子可以通过的路径，即使是在非常高的充电/放电速率下
信用:纳米信件 该团队创造了三个LCO阴极:一个是裸阴极，一个涂有一层BTO，一个涂有BTO纳米点(图1)
该团队还用单个BTO纳米点模拟了LCO阴极，并预测靠近BTO纳米点边缘的电流密度非常高
这个特殊的区域被称为三相界面(BTO-LCO-电解质)，它的存在极大地提高了覆盖着微观BTO纳米点的阴极的电性能
不出所料，在测试和比较了他们准备的三个阴极之后，研究小组发现有一层BTO点的阴极在稳定性和放电容量方面表现出更好的性能
伊藤表示:“我们的结果清楚地表明，用BTO纳米点装饰在提高循环性和降低抗性方面发挥着重要作用。”
意识到BTO点对阴极中锂离子的运动有着至关重要的影响，研究小组寻找一种解释
在检查了他们的测量结果后，研究小组得出结论，BTO纳米点创造了一条路径，通过这条路径，即使在非常高的充电/放电速率下，锂离子也可以很容易地嵌入/去嵌入(图2)
这是因为电场集中在具有高介电常数的材料周围
此外，固体电解质界面的形成在三相界面附近被大大抑制，否则会导致差的循环性能
“在三相界面附近抑制固体电解质界面形成的机理仍不清楚，”伊藤评论说
虽然在这个问题上还有很多研究要做，但结果是有希望的，并暗示了一种大大提高伦敦银行同业拆借利率的新方法
这可能是满足现代和未来设备需求的重要一步
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
