Titán alapú anyagokSzéles körben tanulmányozták az újratölthető lítium-ion akkumulátorok területén stabil szerkezetük, kiváló ciklusteljesítményük, bőséges kéregforrásuk, alacsony költségük és nem toxicitásuk miatt. Mivel a nátrium-ion akkumulátorok és a lítium-ion akkumulátorok működési mechanizmusa hasonló, a titán alapú anyagokat is széles körben alkalmazzák a nátrium-ion akkumulátor elektróda anyagok kutatásában. Ezenkívül a titán alapú anyagok alacsonyabb töltési és kisütési feszültséggel rendelkeznek a nátrium-ion akkumulátorokban, ami nagy figyelmet kapott a negatív elektródák területén végzett alkalmazási kutatásaik során. Jelenleg a titánalapú anyagokkal kapcsolatos kutatási központok főként olyan anyagokra koncentrálódnak, mint a titán-dioxid, lítium-titanát, nátrium-titanát és nátrium-titán-foszfát. Az elmúlt években a kutatók releváns munkája elsősorban a titán alapú negatív elektródák oxidációs/redukciós mechanizmusának és elektrokémiai teljesítményének optimalizálásának feltárása volt. Ez a rész elsősorban több titán alapú negatív elektród anyag alapvető tulajdonságait és kristályszerkezetét mutatja be, valamint ismerteti az anyagok módosítási kutatását, elektrokémiai teljesítményét és nátrium tárolási mechanizmusát.
Ti02 negatív elektróda anyaga
A titán-dioxid, mint a lítium-ion akkumulátorok tipikus beágyazott negatív elektródája, széles körben felkeltette a figyelmet, olyan előnyei miatt, mint a stabil szerkezet, a nem toxicitás, az alacsony ár és a bőséges anyagok. A Ti02 Ti06 oktaéderből és Ti4+-ből áll. A Ti02 polimorfja a Ti06 oktaéder kapcsolódási módjához kapcsolódik. A jelenlegi kutatási típusok elsősorban anatáz, rutil, bronz és brookit típusok, kristályszerkezetek. A Rutil Ti02 egy tetragonális kristályrendszer. A Ti atom a rács közepén, a hat oxigénatom pedig az oktaéder sarkain található. Minden oktaéder kapcsolódik a környező tíz oktaéderhez, amelyek közül nyolcnak közös sarka, kettő közös éle. Minden két Ti02 molekula egységsejtet alkot. A Ti02 anatáz szerkezete szintén egy tetragonális kristályrendszer, amelyben minden oktaéder kapcsolódik a környező nyolc oktaéderhez, amelyek közül négynek közös éle és négy közös sarka van. Négy Ti02 egység cellát alkot. A brookite TiO2 az ortorombikus rendszerhez tartozik. Hat TiO2 egység cellát alkot, és a szerkezet instabil. Ezért a brookit TiO2 viszonylag ritka a természetben. Ezen kristályfázisok közül a rutil fázis a legstabilabb. Az anatáz és a brookit TiO2 magas hőmérsékletű melegítés után visszafordíthatatlan exoterm reakcióval rutil fázissá alakulhat át. Bár a Na+ sugara nagyobb, mint a Li+-é, mivel az anatázrácsba ágyazott Na aktivációs gátja közel azonos a Li-éval, a legtöbb kutatási eredmény a TiO2 anatázra fókuszál. Ezenkívül a TiO2 különféle kristályformái közül a természetes anatáz TiO2 az egyik legkorábbi fő szerkezet a Li-beágyazáshoz.
Bár a TiO2-nak számos előnye van, mint például az alacsony ár és a stabil szerkezet, még mindig sok hiányossága van, ha nátrium-ion akkumulátorok negatív elektródájában használják. Például, mivel a Ti4+-ban nincs d elektron a TiO2-ban, minden TiO2 kristályforma elektronikus szigetelő, ami nagymértékben korlátozza a nátrium-ion akkumulátorokban lévő TiO2 elektrokémiai teljesítményét. Ugyanakkor magának a TiO2-nak néhány hibája, valamint a Na+ nagy sugara és a lassú átviteli sebessége miatt a nátrium tárolási teljesítménye sem ideális. Ezért a TiO2-val kapcsolatos számos jelenlegi tanulmány a TiO2 elektronikus vezetőképességének és ionvezetőképességének javítására összpontosít az anyagok nanoméretezése, interfész módosítása, ionadalékolás, különböző típusú C kompozitok, valamint morfológia és szerkezet optimalizálása révén.
A nátrium-ion akkumulátorok negatív elektródájaként amorf TiO2-t használnak. Az amorf TiO2 nanocsöveket közvetlenül titán fólián növesztik, és a kapott anyagot nátrium-ion akkumulátorok negatív elektródájaként használják. A megfordítható fajlagos kapacitás elérheti a 150 mA·h·g{5}} értéket, és az akkumulátor kiváló ciklusteljesítményű.
További információért forduljon hozzánk. Köszönöm
Nicole
Cég: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Ország: Kína
Hozzáadás: Baoti út, Jintai, Baoji város, Shaanxi, Kína
Cell:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Weboldal: www.jm-titanium.com
