石墨作为商用锂离子电池的主要负极，具有电化学动力学缓慢和接近锂沉积的低电位等特点，导致倍率性能差和安全性问题。尽管钛基氧化物受到了相当大的关注，但每种替代方案都显示出在产能、操作潜力、倍率性能和寿命之间不令人满意的权衡。

近日，上海交通大学Li Yang，Zhengxi Zhang，重庆大学Xiaolong Yang系统地研究了ALnTiO₄中相对分子质量最低的钛酸钇LiYTiO₄（LYTO）作为低电压超高倍率负极材料的合成设计、储锂性能及其内在机理。

文章要点

1）研究人员利用扫描电子显微镜(STEM)直接观察到的层状钙钛矿结构，此外，用简易和大规模的溶胶-凝胶法合成的亚微米级LYTO粒子具有高的可逆比容量236 mAh g^-1，主要工作电位范围低于0.5 V，优异的循环稳定性，以及超高的性能，例如在20 C（1 C=200 mA g^-1）下3000次循环后容量保持率为98%。

2）通过X射线衍射仪、拉曼光谱、循环伏安法、恒流间歇滴定技术等测试手段，揭示了LiTO骨架中Li⁺的少相变和快速扩散的可逆插层机理。理论计算进一步证实了锂化的LYTO中禁带的消失和低扩散能垒的消失，极大地促进了电子和锂离子的输运，提高了LYTO电极的倍率性能。此外，由于LYTO/LiFePO₄(LFP)全电池具有更高的输出电压和容量，其能量密度是Li₄Ti₅O₁₂/LiFePO₄全电池的2.4倍。

参考文献

Yun Zhang, et al, Layered Perovskite Lithium Yttrium Titanate as a  Low-Potential and Ultrahigh-Rate Anode for Lithium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200922

https://doi.org/10.1002/aenm.202200922