據外媒報道(dào)，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學院（KIT）和(hé / huò)中國(guó)長春吉林大(dà)學的(de)研究人(rén)員研發了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種非常有發展前景的(de)陽極材料——具有鈣钛礦晶體結構的(de)钛酸镧锂（LLTO），可制成高性能電池。該團隊表示，LLTO可以(yǐ)提高電池的(de)能量密度、功率密度、充電速率、安全性以(yǐ)及循環壽命，而(ér)且無需讓材料顆粒的(de)大(dà)小從微米降至納米。

人(rén)們對電動汽車的(de)需求在(zài)不(bù)斷增長，伴随而(ér)來(lái)的(de)是(shì)爲(wéi / wèi)确保能源的(de)可持續供應，對智能電網需求的(de)增加。而(ér)移動和(hé / huò)靜止的(de)儲能技術都需要(yào / yāo)合适的(de)電池，锂離子(zǐ)電池（LIB）就(jiù)是(shì)能在(zài)盡可能輕且小的(de)空間中存儲盡可能多能量的(de)儲能設備。該項研究的(de)目的(de)旨在(zài)提升此類電池的(de)能量密度、功率密度、安全性以(yǐ)及循環壽命。爲(wéi / wèi)實現此類結果，電極材料就(jiù)非常重要(yào / yāo)。锂離子(zǐ)電池的(de)陽極通常由一(yī / yì ／yí)個(gè)集電極和(hé / huò)一(yī / yì ／yí)種以(yǐ)化學鍵形式存儲能量的(de)活性材料組成，在(zài)大(dà)多數情況下，石墨就(jiù)被用作活性材料。不(bù)過，由石墨制成的(de)陽極導緻電池的(de)充電速率很低，還會産生安全問題。而(ér)钛酸锂氧化物（LTO）作爲(wéi / wèi)替代性活性材料，已經實現了(le／liǎo)商業化，具備LTO的(de)陽極充電速率更高，且比石墨陽極更安全，缺點在(zài)于(yú)含有氧化钛酸锂的(de)锂離子(zǐ)電池的(de)能量密度較低。

因此，該研究小組研發了(le／liǎo)另一(yī / yì ／yí)種極有發展前景的(de)陽極材料——具有鈣钛礦晶體結構的(de)钛酸镧锂。據該項研究所顯示，與商業化的(de)LTO陽極相比，LLTO陽極的(de)電極電位更低，可讓電池擁有更高的(de)電壓和(hé / huò)容量，而(ér)電池的(de)電壓和(hé / huò)存儲容量最終可以(yǐ)決定電池的(de)能量密度。未來(lái)，LLTO陽極可能可以(yǐ)被用于(yú)打造具有長循環壽命的(de)安全高性能電池。

      除了(le／liǎo)能量密度、功率密度、安全性和(hé / huò)循環壽命，電池充電速率也(yě)是(shì)決定電池是(shì)否适用于(yú)苛刻應用的(de)重要(yào / yāo)因素。從原則上(shàng)看，最大(dà)放電電流和(hé / huò)最小充電時(shí)間取決于(yú)電池固體内部以(yǐ)及電極和(hé / huò)電解質材料之(zhī)間界面處的(de)離子(zǐ)和(hé / huò)電子(zǐ)運輸情況。爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)提升充電速率，通常的(de)做法是(shì)将電極材料的(de)粒徑從微米減小到(dào)納米。但在(zài)該項研究中，研究人(rén)員發現，與LTO納米顆粒相比，尺寸爲(wéi / wèi)幾微米的(de)鈣钛礦結構LLTO也(yě)具有更高的(de)功率密度以(yǐ)及充電速率。該團隊認爲(wéi / wèi)這(zhè)要(yào / yāo)歸功于(yú)LLTO的(de)赝電容特性：不(bù)僅是(shì)單個(gè)電子(zǐ)可以(yǐ)附着在(zài)此種陽極材料上(shàng)，還有被弱力束縛的(de)帶電離子(zǐ)也(yě)可以(yǐ)附着其上(shàng)，并可以(yǐ)反過來(lái)将電荷轉移到(dào)陽極上(shàng)。研究人(rén)員解釋說(shuō):“由于(yú)顆粒較大(dà)，LLTO還可以(yǐ)讓電極制造更簡單、更經濟。”