Dual-ion batterijen (DIB's) bestaande uit een grafietanode en kathode hebben steeds meer aandacht getrokken vanwege hun voordelen van milieuvriendelijkheid, uitstekende cyclische stabiliteit en goede veiligheid.

Lithiumtitanaat (LTO) is naar voren gekomen als een veelbelovend anodemateriaal vanwege zijn goede snelheidsvermogen, fietsbaarheid, en veiligheidsfunctie.

Echter, de specifieke capaciteit van het lithiumtitanaat (LTO)-DIB is nog relatief laag ( <50 mAh g ^-1 ), die wordt veroorzaakt door de niet-overeenkomende reactiekinetiek tussen de grafietkathode en de LTO-anode voor de lage geleidbaarheid van LTO.

Onderzoekers van de Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben een LTO/koolstofcomposiet gemaakt met in-situ geïmplanteerde koolstofnanofilms en een 3-D poreuze structuur (LTO@3DC) door de combinatie van organische moleculekoppeling, vriesdrogen, en pyrolyse.

De studie is gepubliceerd in Tijdschrift voor chemische technologie .

De koolstofnanofilms en de 3D-poreuze structuur zouden de elektronengeleiding en de diffusiekinetiek van Li+-ionen kunnen verhogen, wat leidt tot een goede fietsstabiliteit en hoge snelheidsprestaties.

Verder, onderzoekers construeerden een DIB-configuratie door de snelle kinetiek LTO@3DC-anode en milieuvriendelijke geëxpandeerde grafietkathode (EG) (LTO@3DC-DIB) te combineren. Het vertoonde verbeterde prestaties met een hoge specifieke capaciteit van 110 mAh g ^-1 bij 2 C (1C=100 mA g ^-1 ), goed tarief vermogen tot 10 C, en lange cyclusstabiliteit met een capaciteitsbehoud van ~100% na 700 cycli bij 5 C.

De LTO@3DC-DIB vertoonde een gemiddelde ontlaadspanning van 3 V, veel hoger dan de meeste gerapporteerde op LTO gebaseerde volle batterijen, met een groot potentieel voor toepassingen met hoge veiligheid en milieuvriendelijke energieopslag.