Materiale pe bază de titanau fost studiate pe scară largă în domeniul bateriilor reîncărcabile litiu-ion datorită structurii lor stabile, a performanței excelente a ciclului, a resurselor abundente de crustă, a costurilor reduse și a netoxicității. Deoarece mecanismele de lucru ale bateriilor cu ioni de sodiu și ale bateriilor cu ioni de litiu sunt similare, materialele pe bază de titan au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă în cercetarea materialelor electrozilor bateriilor cu ioni de sodiu. În plus, materialele pe bază de titan au o platformă de tensiune de încărcare și descărcare mai scăzută în bateriile cu ioni de sodiu, ceea ce a atras multă atenție în cercetarea lor de aplicare în domeniul electrozilor negativi. În prezent, punctele fierbinți de cercetare în materialele pe bază de titan sunt concentrate în principal pe materiale precum dioxid de titan, titanat de litiu, titanat de sodiu și fosfat de titan de sodiu. În ultimii ani, munca relevantă a cercetătorilor a fost în principal explorarea mecanismului de oxidare/reducere și optimizarea performanței electrochimice a materialelor cu electrozi negativi pe bază de titan. Această secțiune prezintă în principal proprietățile de bază și structurile cristaline ale mai multor materiale cu electrozi negativi pe bază de titan și explică cercetarea modificării, performanța electrochimică și mecanismul de stocare a sodiului a materialelor.
Material electrod negativ Ti02
Dioxidul de titan a atras atenția pe scară largă ca material tipic de electrod negativ încorporat pentru bateriile cu ioni de litiu datorită avantajelor sale, cum ar fi structura stabilă, non-toxicitate, preț scăzut și materiale abundente. Ti02 este compus din Ti06 octaedru și Ti4+. Polimorful lui Ti02 este legat de modul de conectare al octaedrului Ti06. Tipurile de cercetare actuale includ în principal tipurile de anatază, rutil, bronz și brookit, structura cristalină. Rutil Ti02 este un sistem de cristal tetragonal. Atomul de Ti este situat în centrul rețelei, iar cei șase atomi de oxigen sunt localizați pe colțurile octaedrului. Fiecare octaedru este conectat la zece octaedre din jur, dintre care opt colțuri și două margini împărtășesc. La fiecare două molecule de Ti02 formează o celulă unitară. Structura anatazei Ti02 este, de asemenea, un sistem de cristal tetragonal, în care fiecare octaedru este conectat la cei opt octaedri din jur, dintre care patru împărtășesc margini și patru colțuri. Patru Ti02 formează o celulă unitară. Brookite TiO2 aparține sistemului ortorombic. Șase TiO2 formează o celulă unitară, iar structura este instabilă. Prin urmare, brookitul TiO2 este relativ rar în natură. Dintre aceste faze cristaline, faza rutilă este cea mai stabilă. Anataza și brookita TiO2 pot fi transformate în fază rutil printr-o reacție exotermă ireversibilă după încălzire la temperatură înaltă. Deși raza Na+ este mai mare decât cea a Li+, deoarece bariera de activare a Na încorporată în rețeaua anatazei este aproape aceeași cu cea a Li, majoritatea rezultatelor cercetării sunt centrate pe anataza TiO2. Mai mult, printre diferitele forme cristaline ale TiO2, anataza naturală TiO2 este una dintre cele mai vechi structuri principale pentru încorporarea Li.
Deși TiO2 are multe avantaje, cum ar fi prețul scăzut și structura stabilă, are încă multe dezavantaje atunci când este utilizat în electrodul negativ al bateriilor cu ioni de sodiu. De exemplu, deoarece Ti4+ nu are electroni d în TiO2, toate formele de cristal de TiO2 sunt izolatori electronici, ceea ce limitează foarte mult performanța electrochimică a TiO2 în bateriile cu ioni de sodiu. În același timp, din cauza unor defecte ale TiO2 în sine, cuplate cu raza mare a Na+ și rata de transmisie lentă, performanța sa de stocare a sodiului nu este, de asemenea, ideală. Prin urmare, multe studii actuale despre TiO2 se concentrează pe îmbunătățirea conductibilității electronice și a conductibilității ionice a TiO2 prin nanodimensionarea materialului, modificarea interfeței, dopajul ionic, diferite tipuri de compozite C și optimizarea morfologiei și structurii.
TiO2 amorf este utilizat ca material pentru electrodul negativ în bateriile cu ioni de sodiu. Nanotuburile amorfe de TiO2 sunt crescute direct pe folie de titan, iar materialul obținut este folosit ca electrod negativ al bateriilor cu ioni de sodiu. Capacitatea specifică reversibilă poate ajunge la 150 mA·h·g-1, iar bateria are performanțe excelente de ciclu.
Contactați-ne pentru mai multe informații. Multumesc
Nicole
Companie: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Țara: China
Adăugați: drumul Baoti, Jintai, orașul Baoji, Shaanxi, China
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Site: www.jm-titanium.com
