哈工大/北理，最新Nature子刊！-40°C低温高容量锂电池！

高面积容量和低温能力对锂离子电池（LIBs）至关重要。然而，缓慢的传质和电荷迁移速率严重阻碍了实际操作。

基于此，2024年7月26日，哈尔滨工业大学娄帅锋教授&尹鸽平教授、北京理工大学朱彤教授，在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Delocalized electronic engineering of TiNb2O7 enables low temperature capability for high-areal-capacity lithium-ion batteries》的研究论文。

图1 TNO-x@N与块体TNO在低温条件下不同的锂化动力学机制示意图

作者通过掺杂剂和氧空位调控TiNb2O7 材料的活性电子态，以增强低温动力。

图2 TNO和TNO-x@N样品的瞬态吸收(TA)光谱、电荷载流子的动态和迁移过程示意图

基于飞秒激光的瞬态吸收光谱来描述 TiNb2O7 的载流子动力学，验证了局域结构极化，从而降低传输过电位、促进电子/离子传输，并改善了Li+吸附。

图3 TNO-x@N、TNO和块体TNO在高面载量和低温下的锂存储性能

在-30℃和10mg cm−2的高质量负载下，TNO-x@N微花表现出稳定的循环性能，在1C（1.0-3.0V，1C=250mA g-1）下250次循环后容量保持率为92.9% 。

即使在-40°C 下，也可以实现 1.32mAh cm−2 的有竞争力的面积容量。

这种对固有结构功能的基本理解为寒冷地区设计高面积容量电池提出了合理的观点。

文献信息：Zhang, Y., Wang, Y., Zhao, W. et al. Delocalized electronic engineering of TiNb2O7 enables low temperature capability for high-areal-capacity lithium-ion batteries.

Nat Commun 15, 6299 (2024).