新发现使快速充电、性能更好的锂离子电池成为可能！( 二 ) 根据伦斯勒理

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发表在《自然通讯》(NatureCommunications)上的材料研究，使锂离子电池成为可能。图片：RensselaerPolytechnicInstitute

伦斯勒研究人员不仅确定了这种不稳定性发生的原因，而且还开发了一种对抗这种不稳定性的方法。该团队还包括物理学、应用物理学和天文学系主任文森特·莫尼耶(VincentMeunier)等人，他们确定，锂的插入导致了钒原子间距的不对称，即所谓的佩尔斯畸变(Peierls畸变) ，这是导致VS2薄片破裂的原因。发现在薄片上覆盖一层纳米二硫化钛涂层(TiS2)（一种不会使Peierls变形的材料）可以稳定VS2薄片，并改善它们在电池中的性能。这是新的，人们没有意识到这是根本原因， TiS2涂层起到缓冲层的作用。

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它将VS2材料结合在一起，提供机械支持。一旦这个问题得到解决，研究小组发现VS2-TiS2电极可以在高比容下工作，或者在单位质量内储存大量电荷。钒和硫的体积和重量都很小，这使得它们能够提供高容量和能量密度，小尺寸也将有助于一个小型电池。当充电速度加快时，电极容量不会像其他电极那样明显下降。电极能够保持一个合理的容量，因为不同于钴氧化物， VS2-TiS2材料是导电的。 Koratkar认为，这一发现在改善汽车电池、便携式电子产品的动力以及太阳能存储方面有多种应用，而高容量是很重要的，但提高充电速度也很有吸引力。