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水系鋰離子電池（ALIBs）因其固有的安全性和成本效益而被認為是有前途的大規模儲能技術。然而，由于使用水系電解液遇到“正極挑戰”，負極材料的選擇僅限于具有相對高氧化還原電位和低容量的候選材料，從而導致低能量密度。

在此，中科院物理所索鎏敏研究員等人報告了用于ALIB的TiO₂ B（青銅礦晶型TiO₂）負極，該負極具有低鋰化電位（非水電解液中為~1.6 V，水系電解液中為~1.8 V）、高容量（~200 mAh/g）和高結構穩定性，這也是TiO₂ B 首次應用于水系鋰離子電池。

當TiO₂B負極與尖晶石LiMn₂O₄配對時，LiMn₂O₄//TiO₂ B全電池可以提供高容量（194.5 mAh/g，基于負極質量）和高能量密度（150 Wh/kg，基于總電極質量）。

圖1. TiO₂?B納米線的表征

此外，LiMn₂O₄//TiO₂ B全電池在1C下循環400次后容量保持率為76%，表明 TiO₂ B負極的優異循環性能，這歸因于TiO₂ B納米線的結構穩定性和鹽包水 (WIS) 電解質。這項研究表明TiO₂ B 負極可為構建高能ALIBs提供新的選擇。

圖2. LiMn₂O₄//TiO₂ B全電池的電化學性能

TiO₂ (B) Anode for High-Voltage Aqueous Li-ion Batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.046

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