鈦陰極電池獲突破，促進未來電池可持續(xù)設計

莫斯科的科學家開發(fā)出一種用于金屬離子電池的鈦基電極材料，他們稱挑戰(zhàn)了該元素陰極電位的感知智慧，這可能為研究人員提供一個可持續(xù)設計、經(jīng)濟高效的鈦基電極的場地。

一直以來，鋰離子電池的生產(chǎn)材料——鋰和鈷的開采存在著一些爭議，替代的化學材料是許多從事儲能研究機構研究的重點。鈉離子和鉀離子電池都具有代替鋰的潛力，而鈦是研究替代陰極中鈷的材料之一。但人們對鈦的研究興趣其實較為有限，因為鈦的潛力很低，限制了電池的容量。盡管市面上已有鈦酸鋰電池，但因為能量密度較低等原因始終占據(jù)很少的市場份額。

近日，俄羅斯Skoltech能源科技中心（CEST）的科學家稱，他們已經(jīng)克服困難，在設計基于鈦元素的金屬離子電池陰極材料方面取得了突破。

據(jù)報道，該小組開發(fā)的材料氟化鈦磷酸鹽（KTiPO4F）在鉀離子電池中進行了測試，其電極電勢為3．6 V，這意味著，與之結(jié)合的電池可以在此電壓下工作，并且在充電速率為5c的情況下，充電100次后也不會出現(xiàn)容量衰減。（5倍的電流相對于電池容量）。

Skoltech能源科技中心的負責人說“這是一個不同尋常的結(jié)果，它打破了電池圈長期存在的定式思維，即因為鈦的潛力低，鈦基材料只能用作陽極?！笨茖W家認為，陰極材料出乎意料的高性能可能是由于兩個陰離子的累積誘導效應和電荷／空位序的協(xié)同作用?？茖W家相信，高壓KTiPO4F的發(fā)現(xiàn)可以為尋找和開發(fā)新型含鈦陰極材料提供新的動力。

從無機化學和固態(tài)化學的角度來看，鈦基材料用作陰極是一個很好的案例，它向我們證明，不應該盲目遵循普遍接受的教條，而應該睜大眼睛看清問題。選擇了正確的化學成分、晶體結(jié)構和合成方法，不可能的事情就會變成可能，就可能發(fā)現(xiàn)具有新性能的新材料以及實際應用的新機會。

科技中心表示，這一發(fā)現(xiàn)為未來電池設計提供了一個案例，促進行業(yè)積極投入設計成本低、可持續(xù)的新材料。