Skoltech能源科学技术中心(CEST)的研究人员创建了一种新的阴极材料,该材料基于磷酸钛氟化物,在高放电电流下实现了卓越的能源性能和稳定的运行。他们的研究结果发表在《Nature Communications》上。
如今,电力运输和可再生能源的飞速发展要求基于金属离子电池的商业上可行、安全且廉价的储能解决方案。现有锂离子技术的高昂价格是一个主要障碍,因为人们推测世界可能很快会耗尽生产阴极所需的锂和钴,这进一步加剧了这一障碍,因为阴极材料决定了其功能特性和能源性能。
寻找替代技术需要付出巨大的努力,使用更容易获得和更便宜的元素(例如钾)代替锂制造电池。至于钴,可以用铁,锰和钛等更常见,更环保的元素代替。
钛是地壳中第10个最常见的元素,在世界各地都在开采,主要的含钛试剂易于获得,稳定且无毒。尽管有这些明显的优点,但可获得的低比能量长久以来一直是在阴极材料中使用钛化合物的主要障碍。
Skoltech的科学家成功地创建了一种商业上有吸引力的先进的阴极材料,该材料基于氟化钛磷酸盐KTiPO 4 F,在高充电/放电速率下表现出高电化学势和前所未有的稳定性。
斯坦尼斯拉夫·费多托夫(Stanislav Fedotov)教授说:“这是一个重要的发现,打破了长期存在于“电池界”的常规思维,认为钛基材料的潜力很低,钛基材料只能用作阳极。我们相信高压KTiPO 4 F的应用可以为寻找和开发具有独特电化学性能的新型含钛阴极材料提供新的动力。”
CEST主任Artem Abakumov教授说:“从无机化学和固态化学的角度来看,这是一个很好的例子,再次表明,我们不应盲目地遵循公认的教条,而应睁大眼睛看事物。如果选择正确的化学组成,晶体结构和合成方法,就可以将不可能变为可能,并且可以找到具有独特特性的新材料,为实际应用提供新的机会。Fedotov教授和他的团队很好地证明了这一点。”
论文标题为《Titanium-based potassium-ion battery positive electrode with extraordinarily high redox potential》。



