Materiály na báze titánuboli široko študované v oblasti nabíjateľných lítium-iónových batérií vďaka ich stabilnej štruktúre, vynikajúcemu výkonu cyklu, bohatým kôrovým zdrojom, nízkym nákladom a netoxicite. Keďže pracovné mechanizmy sodíkovo-iónových batérií a lítium-iónových batérií sú podobné, materiály na báze titánu sa tiež široko používajú pri výskume materiálov elektród sodíkových batérií. Okrem toho majú materiály na báze titánu nižšiu platformu nabíjacieho a vybíjacieho napätia v sodíkovo-iónových batériách, čo pritiahlo veľkú pozornosť pri ich aplikačnom výskume v oblasti záporných elektród. V súčasnosti sa výskumné oblasti v oblasti materiálov na báze titánu sústreďujú hlavne na materiály, ako je oxid titaničitý, titaničitan lítny, titaničitan sodný a fosforečnan sodný. V posledných rokoch bola relevantná práca výskumníkov hlavne skúmanie mechanizmu oxidácie/redukcie a optimalizácia elektrochemického výkonu materiálov negatívnych elektród na báze titánu. Táto časť predstavuje hlavne základné vlastnosti a kryštálové štruktúry niekoľkých negatívnych elektródových materiálov na báze titánu a vysvetľuje výskum modifikácií, elektrochemický výkon a mechanizmus ukladania sodíka týchto materiálov.
Materiál zápornej elektródy Ti02
Oxid titaničitý pritiahol širokú pozornosť ako typický materiál so zabudovanými zápornými elektródami pre lítium-iónové batérie vďaka svojim výhodám, ako je stabilná štruktúra, netoxicita, nízka cena a množstvo materiálov. Ti02 sa skladá z Ti06 oktaédra a Ti4+. Polymorf Ti02 súvisí s režimom spojenia oktaédra Ti06. K súčasným typom výskumu patria najmä anatasové, rutilové, bronzové a brookitové typy, kryštálová štruktúra. Rutil Ti02 je tetragonálny kryštálový systém. Atóm Ti je umiestnený v strede mriežky a šesť atómov kyslíka je umiestnených v rohoch oktaédra. Každý osemsten je spojený s okolitými desiatimi osemstenmi, z ktorých osem má spoločné rohy a dve spoločné hrany. Každé dve molekuly Ti02 tvoria základnú bunku. Štruktúra anatasu Ti02 je tiež tetragonálny kryštálový systém, v ktorom je každý osemsten spojený s okolitými ôsmimi osemstenmi, z ktorých štyri majú spoločné hrany a štyri spoločné rohy. Štyri Ti02 tvoria základnú bunku. Brookite TiO2 patrí do ortorombického systému. Šesť TiO2 tvorí jednotkovú bunku a štruktúra je nestabilná. Preto je brookit TiO2 v prírode pomerne vzácny. Spomedzi týchto kryštálových fáz je rutilová fáza najstabilnejšia. Anatáz a brookit TiO2 sa môžu po vysokoteplotnom zahriatí premeniť na rutilovú fázu ireverzibilnou exotermickou reakciou. Aj keď je polomer Na+ väčší ako polomer Li+, keďže aktivačná bariéra Na zabudovaná v mriežke anatasu je takmer rovnaká ako u Li, väčšina výsledkov výskumu sa sústreďuje na anatas Ti02. Okrem toho medzi rôznymi kryštálovými formami Ti02 je prírodný anatas Ti02 jednou z prvých hlavných štruktúr pre uloženie Li.
Hoci TiO2 má mnoho výhod, ako je nízka cena a stabilná štruktúra, stále má veľa nedostatkov, keď sa používa v zápornej elektróde sodíkovo-iónových batérií. Napríklad, keďže Ti4+ nemá žiadne d elektróny v TiO2, všetky kryštálové formy TiO2 sú elektronické izolátory, čo značne obmedzuje elektrochemický výkon TiO2 v sodíkovo-iónových batériách. Zároveň v dôsledku niektorých defektov samotného TiO2, spojeného s veľkým polomerom Na+ a pomalou prenosovou rýchlosťou, nie je jeho skladovanie sodíka ideálne. Preto sa mnohé súčasné štúdie o TiO2 zameriavajú na zlepšenie elektronickej vodivosti a iónovej vodivosti TiO2 prostredníctvom nano-dimenzovania materiálu, modifikácie rozhrania, iónového dopovania, rôznych typov C kompozitov a optimalizácie morfológie a štruktúry.
Amorfný TiO2 sa používa ako materiál zápornej elektródy v sodíkovo-iónových batériách. Amorfné nanorúrky TiO2 sú priamo pestované na titánovej fólii a získaný materiál sa používa ako záporná elektróda sodíkovo-iónových batérií. Reverzibilná špecifická kapacita môže dosiahnuť 150 mAh·h·g-1 a batéria má vynikajúci výkon cyklov.
Pre viac informácií nás kontaktujte. dakujem
Nicole
Spoločnosť: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Krajina: Čína
Pridať: cesta Baoti, Jintai, mesto Baoji, Shaanxi, Čína
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Webstránka: www.jm-titanium.com
