化学进展

作者：陈阳, 崔晓莉

单位：复旦大学材料科学系 上海 200433

关键词：锂离子电池,负极材料,二氧化钛,纳米结构,电子结构,异相结

基金：国家自然科学基金项目(52002076),上海市自然科学基金项目(20ZR1403300),上海航天科技创新基金(YF07050117F4051),中国博士后科学基金(2021M690644)

锂离子电池是一种能量密度高、安全稳定和使用寿命长的储能器件,已广泛应用于移动电子设备和电动汽车等领域。二氧化钛(TiO2)具有无毒害、价格低廉、储量大和化学结构稳定等优点,是一种具有应用前景的负极材料。然而,TiO2的实际应用受限于自身较低电子电导率和锂离子(Li+)扩散系数。本文总结了TiO2三种常见晶型的储锂机制(锐钛矿TiO2两相固溶储锂机制、TiO2(B)本征赝电容储锂机制和金红石TiO2电位控制相变过程);针对其电子传导和Li+扩散能力的不足,详细综述了纳米结构维度设计、本征/非本征电子结构调控(元素掺杂、Ti3+自掺杂和高导电材料修饰)和异相结优化改性三方面的研究进展。最后展望了TiO2材料在锂离子电池及其他二次电池领域的发展趋势和应用前景。

来源：2021年第8期

《化学进展》期刊编辑部

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