碳纳米管纤维LiTi₂(PO₄)₃负极

无粘结剂纤维负极

直接在碳纳米管纤维上生长的纳米花状磷酸钛锂，无需高温处理即为自支撑负极，省去导电剂与粘结剂，让纤维状水系锂电池更柔性。

Zhang, Xiaojie · Ziming, Xu · Kong, Shuo · Xianzhen, Wang · Xiong, Lan · Zhenping, Ma · 冯永宝 · Yong, Zhenzhong · 姚亚刚 · 李秋龙

Journal of Energy Storage 2023

具体参数

可逆体积容量

{'zh': '85.2', 'en': '85.2'} mAh cm⁻³

全电池容量

{'zh': '58.3', 'en': '58.3'} mAh cm⁻³

最大能量密度

{'zh': '92.3', 'en': '92.3'} mWh cm⁻³

技术优势

无需高温处理

一步溶剂热法直接在碳纳米管纤维上生长纳米花状 LiTi₂(PO₄)₃，避免了传统固相反应所需的高温煅烧，简化流程并减少能耗。

自支撑一体化

活性材料与碳纳米管纤维基底牢固结合，无需粘结剂和导电添加剂，电极可直接使用，提升柔性电池的结构稳定性。

高体积容量

在 0.4 A cm⁻³ 电流密度下，负极可逆体积容量达到 85.2 mAh cm⁻³，全电池容量 58.3 mAh cm⁻³，适合空间受限的纤维电池。

高能量密度

准固态纤维电池最大能量密度达到 92.3 mWh cm⁻³，在柔性可穿戴设备中具有实用前景。

应用场景

• 水系纤维电池：无粘结剂自支撑负极可直接裁切组装成纤维水系电池，简化制造流程。
• 柔性可穿戴储能：纤维电极柔性好且结构稳定，可编织进衣物为可穿戴电子供电。
• 纤维状水系锂电：采用水系电解液的纤维状锂电安全不易燃，适合贴近人体使用。
• 智能纺织品电源：纤维电池可集成于智能纺织品中，为传感器或显示器件持续供电。