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新型二次电池关键材料 ? 高学平 (南开大学化学学院新能源材料化学研究所，天津 300071) 3d 过渡金属氧化物作为锂离子电池负极材料具有高容量密度特征，在锂离子电池的应用 中具有很大的潜能[1] 。二氧化钛由于体积膨胀率小和放电平台电压高于石墨电极，可以作为 [2] 安全型锂离子电池的负极材料 。储氢合金一直是制约镍氢电池性能的关键材料，探索新型 的储氢材料将为未来镍氢电池提供新型电极材料。稀土-镁基合金具有较高的气固储氢量[3] ， 但由于高的氢化物稳定性以及较差的电催化活性，纯稀土-镁基合金难以实现电化学储氢。采 用机械合金化和形成复合材料是实现其电化学储氢的重要途径。目前，研究纳米材料作为新 型二次电池关键材料的一些特殊电化学行为具有重要的理论意义和潜在的应用价值。本文对 本课题组在近期有关新型二次电池关键材料的研究工作进行了简介。 1 金属氧化物纳米材料及其电化学性能 1.1 安全型二氧化钛纳米材料 一维纳米二氧化钛由于具有大的比表面和丰富的表面缺陷而具有独特的电化学脱嵌锂性 能。一维纳米二氧化钛可以通过一维纳米质子钛酸盐经过高温烧结或酸性条件下的水热处理 得到[4-8] 。如，用金红石和氢氧化钠溶液在水热制备了 10~15nm 直径，200~400nm 长的质子 钛酸盐纳米管，这些纳米管在保护气氛下 500 °C 煅烧可以转变成为锐钛矿型纳米管。与锐 钛矿型纳米柱相比，锐钛矿型纳米管具有高的可逆放电容量、稳定的放电电位、良好的高倍 率放电容量和大电流密度下好的循环寿命[6-8] 。 300 (c) discharge charge 250 ) g / h A 200 m ( y t 150 (640 mA