近年来，二维(2D)纳米材料作为锂离子电池潜在的负极材料出现了，它是一种厚度只有几纳米的薄片状结构。这些纳米片具有高展宽比和高密度的活性位点，这使得快速充电和优越的循环性能成为可能。特别是基于过渡金属二硼化物(TMD)的二维纳米材料引起了研究人员的兴趣。由于过渡金属二硼化物具有由硼和多价过渡金属原子组成的蜂窝状平面，因此对锂离子的储存具有高速率和长循环稳定性。
由日本北陆先端科学技术大学院大学(JAIST)和印度理工学院(IIT)共同组成的一组科学家开始进一步探索过渡金属二硼化物在能量储存方面的潜力。
该团队首次对二硼化钛(TiB2)基分层纳米片(THNS)作为锂离子电池负极材料的存储潜力进行了实验研究。他们的研究发表在ACS应用纳米材料上。
采用过氧化氢氧化TiB2粉末，然后离心冷冻干燥的方法制备THNS。
研究人员解释说：“让我们的工作脱颖而出的是合成这些TiB2纳米片的方法的可扩展性。要将任何纳米材料转化为有形技术，可扩展性都是限制因素。我们的合成方法只需要搅拌，不需要复杂的设备。这是由于TiB2表现出的溶解和再结晶行为，这是一个偶然的发现，使这项工作成为从实验室到产业化的一个有希望的桥梁。”
随后，该团队用THNS作为活性负极材料构建了一个阳极锂离子半电池，研究了基于THNS的阳极的电荷存储特性。研究小组发现，基于THNS的阳极具有380毫安时/克的高放电容量，而电流密度仅为0.025 A /克。此外，他们发现，在1 A /g的高电流密度下，可以获得174 mAh/g的放电容量，充电时间为10分钟，1000次循环后容量保留率为89.7%。值得注意的是，基于THNS的锂离子阳极可以维持非常高的电流速率，在15到20 A/g的量级，使超快充电在大约9到14秒。在高电流速率下，经过10,000次循环后，观察到容量保留大于80%。
该研究结果表明，二维TiB2纳米片作为快速充电和长寿命锂离子电池的候选材料的适用性。他们还强调了纳米尺度块状材料(如TiB2)在获得有前景的性能方面的优势，包括赝电容电荷存储、优异的高速率性能和优越的循环性。
