Le batterie a doppio ione (DIB) costituite da un anodo e un catodo di grafite hanno attirato una crescente attenzione grazie ai loro vantaggi di rispetto dell'ambiente, eccellente stabilità ciclica e buona sicurezza.

Il titanato di litio (LTO) è emerso come un materiale anodico promettente grazie alla sua buona capacità di velocità, ciclabilità, e funzione di sicurezza.

Però, la capacità specifica del titanato di litio (LTO)-DIB è ancora relativamente bassa ( <50 mAh g ^-1 ), che è causato dalla cinetica di reazione disadattata tra il catodo di grafite e l'anodo LTO per la bassa conduttività di LTO.

I ricercatori degli Istituti di tecnologia avanzata di Shenzhen (SIAT) dell'Accademia cinese delle scienze hanno preparato un composito LTO/carbonio con nanofilm di carbonio impiantati in situ e struttura porosa 3-D (LTO@3DC) mediante la combinazione di accoppiamento di molecole organiche, liofilizzazione, e pirolisi.

Lo studio è stato pubblicato su Giornale di ingegneria chimica .

I nanofilm di carbonio e la struttura porosa 3-D potrebbero elevare la conduttività degli elettroni e la cinetica di diffusione degli ioni Li+, portando a una buona stabilità ciclistica e prestazioni ad alto tasso.

Per di più, i ricercatori hanno costruito la configurazione DIB combinando l'anodo LTO@3DC a cinetica veloce e il catodo in grafite espansa (EG) rispettoso dell'ambiente (LTO@3DC-DIB). Ha mostrato prestazioni migliorate con un'elevata capacità specifica di 110 mAh g ^-1 a 2 C (1C=100 mA g ^-1 ), buona capacità di velocità fino a 10 C, e stabilità a lungo ciclo con una ritenzione della capacità di ~ 100% dopo 700 cicli a 5 C.

LTO@3DC-DIB ha mostrato una tensione di scarica media di 3 V, molto più alto rispetto alla maggior parte delle batterie complete basate su LTO riportate, mostrando un grande potenziale per applicazioni di accumulo di energia ad alta sicurezza e rispettose dell'ambiente.