電池將獲得改進，因為橡樹嶺國家實驗室（：ORNL Oak Ridge National Laboratory）的一項發(fā)現(xiàn)可以提高功率、能量密度和安全性，同時顯著減少充電時間。
研究小組的領導是劉寒山（Hansan Liu），吉爾伯特?布朗（Gilbert Brown）和帕蘭斯?帕蘭特門（Parans Paranthaman），他們都是能源部實驗室化學科學部的，他們發(fā)現(xiàn)，二氧化鈦（titanium dioxide）可制成一種非常理想的材料，可以增加表面積，具有快速充放電功能，可用于鋰離子電池。與傳統(tǒng)技術相比，充電時間和容量上的差異是驚人的。
“我們可以在六分鐘使電池充電達到滿容量的50％，而傳統(tǒng)的基于石墨的鋰離子電池，在同樣的時間只能存10％，”劉寒山說。
與商業(yè)鈦酸鋰（lithium titanate）材料相比，橡樹嶺國家實驗室的化合物還擁有更高的容量，每克256 - 165毫安時，而且有一個傾斜的放電電壓，有益于控制充電狀態(tài)。與此特點相結合的是，事實上，這種氧化物材料非常安全，持久耐用，可替代商用石墨，這就使它非常適合用于混合動力電動汽車，也可進行其他高功率應用。
這項成果，最近發(fā)表在《先進材料》（Advanced Materials）上，具有特別重要的意義，可用于太陽能、風能和智能電網(wǎng)的固定儲能系統(tǒng)。二氧化鈦帶有青銅多晶型（bronze polymorph），也有優(yōu)勢，可望更便宜，劉寒山說。
這項突破的核心是二氧化鈦的新架構，名為介孔二氧化鈦-B（mesoporous TiO2-B）微球，它的特征是有一些通道和空穴，可以暢通地讓離子流過，具有一種類似電容的機制。因此，鋰離子電池用二氧化鈦- B替代石墨電極，充放電就更迅速。
“理論研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在二氧化鈦-B結構中，這種準電容特性（pseudocapacitive）行為源自鋰吸收與擴散的獨特位置和能量轉(zhuǎn)換，”作者在他們的論文中寫道。
帕蘭特門指出，這種微球形狀材料可以進行傳統(tǒng)的電極制造，能制成緊湊型電極層。然而，他也指出，這種材料的生產(chǎn)過程是復雜的，涉及到很多步驟，所以還需要更多的研究，以確定是否可擴大規(guī)模。
論文的其他作者有畢中合（Zhonghe Bi）、孫曉光（Xiao-Guang Sun），雷蒙德?尤納西（Raymond Unocic）和戴盛（Sheng Dai）。這項研究的支持來自美國能源部科學辦公室，橡樹嶺國家實驗室的實驗室定向研究和發(fā)展計劃，以及橡樹嶺國家實驗室的共享用戶設施，是由基礎能源科學贊助的。
