杂化超结构推动锂离子研究

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        一个国际研究协作设计并合成了一种分级的TiO2纳米线束（HM-TiO2-NB）超结构，有希望作为锂离子电池的阳极材料。
        HM-TiO2-NB使用低温模板法合成，并表现出高的可逆容量，优异的循环性能和出色的倍率性能。在研究中，一个特别有趣的细节是，在充放电过程中Li +的插入能力是自我改善的，循环过程的第二阶段相比评级过程具有更高的容量。
        该纳米束超结构的组成和结构是通过多种技术确定的。 X射线衍射和拉曼光谱测量表明锐钛矿和金红石晶面在超结构的存在。它进一步确定每根跟纳米线都涂布非晶TiO2层。通过高分辨率透射电子显微镜图像的分析可以确定，单晶纳米线包含许多交替的金红石和锐钛矿纳米畴。杂化超结构在电解质和阳极材料间提供大的接触面，具有更多Li +插入和提取的活性位点。得益于纳米线的平直、介孔，实现了更短的锂离子扩散路径和电子传输长度。
        性能测量结果表明，HM-TiO2-NB是一种高度稳定的结构。循环伏安表明，经过一百多次充电循环，阴极和阳极扫峰（分别在1.8 V和2.0 V）保持不变。在充放电循环期间也表现出优良的容量维持率，甚至在第六次循环中库仑效率有所增加（至95％）。初期放电容量在0.2C，产生了0.88的令人印象深刻的锂插入系数，比理论值0.5要高得多。作者将该效应归因于表面现象，并注意到非晶相和结晶相之间的协同作用在整体的让人印象深刻的速率性能上发挥的的重要作用。

        

        研究人员在他们的文章中对纳米线束的合成机制及其作为阳极的性能表现进行了详细报导，并相信其未来的规模化生产潜力。