Materiały na bazie tytanuzostały szeroko zbadane w dziedzinie akumulatorów litowo-jonowych ze względu na ich stabilną strukturę, doskonałą wydajność cyklu, obfite zasoby skorupy ziemskiej, niski koszt i nietoksyczność. Ponieważ mechanizmy działania akumulatorów sodowo-jonowych i litowo-jonowych są podobne, materiały na bazie tytanu są również szeroko stosowane w badaniach materiałów elektrod do akumulatorów sodowo-jonowych. Ponadto materiały na bazie tytanu charakteryzują się niższym napięciem ładowania i rozładowania w akumulatorach sodowo-jonowych, co przyciągnęło wiele uwagi w badaniach nad ich zastosowaniem w dziedzinie elektrod ujemnych. Obecnie gorące punkty badawcze w zakresie materiałów na bazie tytanu koncentrują się głównie na materiałach takich jak dwutlenek tytanu, tytanian litu, tytanian sodu i fosforan tytanowo-sodowy. W ostatnich latach prace badaczy skupiały się głównie na badaniu mechanizmu utleniania/redukcji i optymalizacji właściwości elektrochemicznych materiałów elektrod ujemnych na bazie tytanu. W tej części przedstawiono głównie podstawowe właściwości i struktury krystaliczne kilku materiałów elektrod ujemnych na bazie tytanu oraz wyjaśniono badania nad modyfikacjami, właściwości elektrochemiczne i mechanizm magazynowania sodu w tych materiałach.
Materiał elektrody ujemnej Ti02
Dwutlenek tytanu przyciąga powszechną uwagę jako typowy materiał wbudowanej elektrody ujemnej do akumulatorów litowo-jonowych ze względu na jego zalety, takie jak stabilna struktura, nietoksyczność, niska cena i obfitość materiałów. Ti02 składa się z oktaedru Ti06 i Ti4+. Polimorf Ti02 jest powiązany z trybem połączenia oktaedru Ti06. Obecne typy badań obejmują głównie typy anatazowe, rutylowe, brązowe i potokowe, strukturę krystaliczną. Rutyl Ti02 to tetragonalny układ kryształów. Atom Ti znajduje się w środku sieci, a sześć atomów tlenu znajduje się w rogach oktaedru. Każdy ośmiościan jest połączony z otaczającymi go dziesięcioma ośmiościanami, z których osiem ma wspólne narożniki, a dwa wspólne krawędzie. Każde dwie cząsteczki Ti02 tworzą komórkę elementarną. Struktura anatazu Ti02 jest również tetragonalnym układem kryształów, w którym każdy oktaedr jest połączony z otaczającymi go ośmioma ośmiościanami, z których cztery mają wspólne krawędzie i cztery wspólne rogi. Cztery Ti02 tworzą komórkę elementarną. Brookite TiO2 należy do układu rombowego. Sześć TiO2 tworzy komórkę elementarną, a struktura jest niestabilna. Dlatego też strumyk TiO2 występuje w przyrodzie stosunkowo rzadko. Spośród tych faz krystalicznych faza rutylowa jest najbardziej stabilna. Anataz i strumyk TiO2 można przekształcić w fazę rutylową w wyniku nieodwracalnej reakcji egzotermicznej po podgrzaniu w wysokiej temperaturze. Chociaż promień Na+ jest większy niż Li+, ponieważ bariera aktywacji Na osadzonego w siatce anatazu jest prawie taka sama jak w przypadku Li, większość wyników badań koncentruje się na anatazie TiO2. Co więcej, wśród różnych form krystalicznych TiO2, naturalny anataz TiO2 jest jedną z najwcześniejszych głównych struktur osadzania Li.
Chociaż TiO2 ma wiele zalet, takich jak niska cena i stabilna struktura, nadal ma wiele wad, gdy jest stosowany w elektrodzie ujemnej akumulatorów sodowo-jonowych. Na przykład, ponieważ Ti4+ nie ma elektronów d w TiO2, wszystkie formy kryształów TiO2 są izolatorami elektronicznymi, co znacznie ogranicza wydajność elektrochemiczną TiO2 w akumulatorach sodowo-jonowych. Jednocześnie, ze względu na pewne wady samego TiO2, w połączeniu z dużym promieniem Na+ i małą szybkością transmisji, jego zdolność magazynowania sodu również nie jest idealna. Dlatego wiele bieżących badań nad TiO2 koncentruje się na poprawie przewodności elektronowej i przewodności jonowej TiO2 poprzez nanowymiarowanie materiału, modyfikację granicy faz, domieszkowanie jonowe, różne typy kompozytów C oraz optymalizację morfologii i struktury.
Amorficzny TiO2 stosowany jest jako materiał elektrody ujemnej w akumulatorach sodowo-jonowych. Amorficzne nanorurki TiO2 hoduje się bezpośrednio na folii tytanowej, a uzyskany materiał wykorzystuje się jako elektrodę ujemną akumulatorów sodowo-jonowych. Odwracalna pojemność właściwa może osiągnąć 150 mA·h·g-1, a akumulator charakteryzuje się doskonałą wydajnością cykliczną.
Skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji. Dziękuję
Nicole
Firma: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Kraj: Chiny
Dodaj: droga Baoti, Jintai, miasto Baoji, Shaanxi, Chiny
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Strona internetowa: www.jm-titanium.com
