Titanbaserade materialhar studerats brett inom området för uppladdningsbara litiumjonbatterier på grund av deras stabila struktur, utmärkta cykelprestanda, rikliga skorpresurser, låg kostnad och icke-toxicitet. Eftersom arbetsmekanismerna för natriumjonbatterier och litiumjonbatterier liknar varandra, har titanbaserade material också använts i stor utsträckning i forskningen om elektrodmaterial för natriumjonbatterier. Dessutom har titanbaserade material en lägre laddnings- och urladdningsspänningsplattform i natriumjonbatterier, vilket har väckt stor uppmärksamhet i deras applikationsforskning inom negativa elektrodområdet. För närvarande är forskningsområdena inom titanbaserade material huvudsakligen koncentrerade till material som titandioxid, litiumtitanat, natriumtitanat och natriumtitanfosfat. Under de senaste åren har forskarnas relevanta arbete främst varit att utforska oxidations-/reduktionsmekanismen och optimeringen av elektrokemisk prestanda hos titanbaserade negativa elektrodmaterial. Detta avsnitt introducerar huvudsakligen de grundläggande egenskaperna och kristallstrukturerna hos flera titanbaserade negativa elektrodmaterial och förklarar materialens modifieringsforskning, elektrokemiska prestanda och natriumlagringsmekanism.
Ti02 negativ elektrodmaterial
Titandioxid har väckt stor uppmärksamhet som ett typiskt inbäddat negativt elektrodmaterial för litiumjonbatterier på grund av dess fördelar som stabil struktur, icke-toxicitet, lågt pris och rikligt med material. Ti02 är sammansatt av Ti06 oktaeder och Ti4+. Polymorfen av Ti02 är relaterad till anslutningssättet för Ti06-oktaedern. De aktuella forskningstyperna inkluderar främst anatas, rutil, brons och brookittyper, kristallstruktur. Rutil Ti02 är ett tetragonalt kristallsystem. Ti-atomen är belägen i mitten av gittret, och de sex syreatomerna är belägna i hörnen av oktaedern. Varje oktaeder är ansluten till de omgivande tio oktaedrarna, varav åtta delar hörn och två delar kanter. Varannan Ti02-molekyl bildar en enhetscell. Strukturen av anatas Ti02 är också ett tetragonalt kristallsystem, där varje oktaeder är ansluten till de omgivande åtta oktaedrarna, varav fyra delar kanter och fyra delar hörn. Fyra Ti02 bildar en enhetscell. Brookite TiO2 tillhör det ortorombiska systemet. Sex TiO2 bildar en enhetscell och strukturen är instabil. Därför är brookit TiO2 relativt sällsynt i naturen. Bland dessa kristallfaser är rutilfasen den mest stabila. Anatas och brookit TiO2 kan omvandlas till rutilfasen genom en irreversibel exoterm reaktion efter högtemperaturuppvärmning. Även om radien för Na+ är större än den för Li+, eftersom aktiveringsbarriären för Na inbäddad i anatasgittret är nästan densamma som Li, är de flesta forskningsresultaten centrerade på anatas TiO2. Dessutom, bland de olika kristallformerna av TiO2, är naturligt anatas TiO2 en av de tidigaste huvudstrukturerna för Li-inbäddning.
Även om TiO2 har många fördelar som lågt pris och stabil struktur, har det fortfarande många brister när det används i den negativa elektroden på natriumjonbatterier. Till exempel, eftersom Ti4+ inte har några d-elektroner i TiO2, är alla TiO2-kristallformer elektroniska isolatorer, vilket kraftigt begränsar den elektrokemiska prestandan hos TiO2 i natriumjonbatterier. Samtidigt, på grund av vissa defekter i själva TiO2, i kombination med den stora radien av Na+ och långsam överföringshastighet, är dess natriumlagringsprestanda inte heller idealisk. Därför fokuserar många aktuella studier på TiO2 på att förbättra den elektroniska ledningsförmågan och jonkonduktiviteten hos TiO2 genom material nanostorlek, gränssnittsmodifiering, jondopning, olika typer av C-kompositer och morfologi och strukturoptimering.
Amorf TiO2 används som negativt elektrodmaterial i natriumjonbatterier. Amorfa TiO2 nanorör odlas direkt på titanfolie, och det erhållna materialet används som den negativa elektroden för natriumjonbatterier. Den reversibla specifika kapaciteten kan nå 150 mA·h·g-1, och batteriet har utmärkt cykelprestanda.
Kontakta oss för mer information. Tack
Nicole
Företag: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: Kina
Lägg till: Baoti road, Jintai, Baoji city, Shaanxi, Kina
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Webbplats: www.jm-titanium.com
