Materiály na bázi titanubyly široce studovány v oblasti dobíjecích lithium-iontových baterií díky jejich stabilní struktuře, vynikajícímu výkonu cyklu, bohatým zdrojům kůry, nízké ceně a netoxicitě. Vzhledem k tomu, že pracovní mechanismy sodíkových-iontových baterií a lithium-iontových baterií jsou podobné, materiály na bázi titanu byly také široce používány při výzkumu materiálů elektrod sodíkových-iontových baterií. Kromě toho mají materiály na bázi titanu nižší nabíjecí a vybíjecí napětí v sodíkových iontových bateriích, což přitáhlo velkou pozornost v jejich aplikačním výzkumu v oblasti záporných elektrod. V současné době se výzkumná místa v oblasti materiálů na bázi titanu soustřeďují především na materiály, jako je oxid titaničitý, titaničitan lithný, titaničitan sodný a fosforečnan sodný a titaničitý. V posledních letech byla relevantní práce výzkumníků především prozkoumání mechanismu oxidace/redukce a optimalizace elektrochemického výkonu materiálů záporných elektrod na bázi titanu. Tato část představuje především základní vlastnosti a krystalové struktury několika materiálů pro záporné elektrody na bázi titanu a vysvětluje výzkum modifikací, elektrochemický výkon a mechanismus ukládání sodíku těchto materiálů.
Materiál záporné elektrody Ti02
Oxid titaničitý přitahuje širokou pozornost jako typický materiál zapuštěné záporné elektrody pro lithium-iontové baterie díky svým výhodám, jako je stabilní struktura, netoxicita, nízká cena a velké množství materiálů. Ti02 se skládá z Ti06 oktaedru a Ti4+. Polymorf Ti02 souvisí se způsobem připojení oktaedru Ti06. Současné typy výzkumu zahrnují především typy anatas, rutil, bronz a brookit, krystalová struktura. Rutil Ti02 je tetragonální krystalový systém. Atom Ti je umístěn ve středu mřížky a šest atomů kyslíku je umístěno v rozích oktaedru. Každý osmistěn je spojen s okolními deseti osmistěny, z nichž osm sdílí rohy a dva společné hrany. Každé dvě molekuly Ti02 tvoří základní buňku. Struktura anatasu Ti02 je také tetragonální krystalový systém, ve kterém je každý osmistěn spojen s okolními osmi osmistěny, z nichž čtyři sdílejí hrany a čtyři rohy. Čtyři Ti02 tvoří základní buňku. Brookite TiO2 patří do ortorombického systému. Šest TiO2 tvoří jednotkovou buňku a struktura je nestabilní. Brookit TiO2 je proto v přírodě poměrně vzácný. Mezi těmito krystalovými fázemi je rutilová fáze nejstabilnější. Anatas a brookit TiO2 mohou být po vysokoteplotním zahřátí přeměněny na rutilovou fázi nevratnou exotermickou reakcí. Ačkoli je poloměr Na+ větší než poloměr Li+, protože aktivační bariéra Na zapuštěná v mřížce anatasu je téměř stejná jako u Li, většina výsledků výzkumu je zaměřena na anatasu TiO2. Navíc mezi různými krystalovými formami Ti02 je přírodní anatas Ti02 jednou z prvních hlavních struktur pro uložení Li.
Ačkoli má TiO2 mnoho výhod, jako je nízká cena a stabilní struktura, stále má mnoho nedostatků při použití v záporné elektrodě sodíkových-iontových baterií. Například, protože Ti4+ nemá žádné d elektrony v TiO2, všechny krystalové formy TiO2 jsou elektronické izolátory, což značně omezuje elektrochemický výkon TiO2 v sodíkových iontových bateriích. Současně, kvůli některým vadám samotného TiO2, spojeným s velkým poloměrem Na+ a pomalou přenosovou rychlostí, není ani jeho schopnost ukládání sodíku ideální. Proto se mnoho současných studií o TiO2 zaměřuje na zlepšení elektronické vodivosti a iontové vodivosti TiO2 prostřednictvím nano-dimenzování materiálu, modifikace rozhraní, iontového dopování, různých typů C kompozitů a optimalizace morfologie a struktury.
Amorfní TiO2 se používá jako materiál záporné elektrody v sodíkových iontových bateriích. Amorfní nanotrubičky TiO2 jsou přímo pěstovány na titanové fólii a získaný materiál se používá jako záporná elektroda sodno-iontových baterií. Reverzibilní specifická kapacita může dosáhnout 150 mAh·h·g-1 a baterie má vynikající cyklický výkon.
Kontaktujte nás pro více informací. Děkuju
Nicole
Společnost: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Země: Čína
Přidat: silnice Baoti, Jintai, město Baoji, Shaanxi, Čína
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Webové stránky: www.jm-titanium.com
