Materiāli uz titāna bāzesir plaši pētīti uzlādējamo litija jonu akumulatoru jomā, pateicoties to stabilai struktūrai, lieliskai cikla veiktspējai, bagātīgiem garozas resursiem, zemām izmaksām un netoksicitātei. Tā kā nātrija jonu akumulatoru un litija jonu akumulatoru darbības mehānismi ir līdzīgi, nātrija jonu akumulatoru elektrodu materiālu izpētē plaši izmantoti arī materiāli uz titāna bāzes. Turklāt materiāliem uz titāna bāzes ir zemāka uzlādes un izlādes sprieguma platforma nātrija jonu akumulatoros, kas ir piesaistījis lielu uzmanību to pielietojuma pētījumos negatīvo elektrodu laukā. Pašlaik titāna materiālu izpētes punkti galvenokārt ir koncentrēti uz tādiem materiāliem kā titāna dioksīds, litija titanāts, nātrija titanāts un nātrija titāna fosfāts. Pēdējos gados attiecīgais pētnieku darbs galvenokārt ir bijis titāna bāzes negatīvo elektrodu materiālu oksidācijas/reducēšanas mehānisma un elektroķīmiskās veiktspējas optimizācijas izpēte. Šī sadaļa galvenokārt iepazīstina ar vairāku titāna negatīvo elektrodu materiālu pamatīpašībām un kristāliskām struktūrām, kā arī izskaidro materiālu modifikāciju izpēti, elektroķīmisko veiktspēju un nātrija uzglabāšanas mehānismu.
Ti02 negatīvā elektroda materiāls
Titāna dioksīds ir piesaistījis plašu uzmanību kā tipisks iegulto negatīvo elektrodu materiāls litija jonu akumulatoriem, pateicoties tā priekšrocībām, piemēram, stabilai struktūrai, netoksicitātei, zemai cenai un bagātīgam materiālu daudzumam. Ti02 sastāv no Ti06 oktaedra un Ti4+. Ti02 polimorfs ir saistīts ar Ti06 oktaedra savienojuma režīmu. Pašreizējie pētījumu veidi galvenokārt ietver anatāzes, rutila, bronzas un brookīta veidus, kristāla struktūru. Rutila Ti02 ir tetragonāla kristālu sistēma. Ti atoms atrodas režģa centrā, un seši skābekļa atomi atrodas oktaedra stūros. Katrs oktaedrs ir savienots ar apkārtējiem desmit oktaedriem, no kuriem astoņiem ir kopīgi stūri un diviem ir kopīgas malas. Katras divas Ti02 molekulas veido vienības šūnu. Anatāzes Ti02 struktūra ir arī tetragonāla kristālu sistēma, kurā katrs oktaedrs ir savienots ar apkārtējiem astoņiem oktaedriem, no kuriem četriem ir kopīgas malas un četri kopīgi stūri. Četri Ti02 veido vienības šūnu. Brookite TiO2 pieder ortorombiskajai sistēmai. Seši TiO2 veido vienības šūnu, un struktūra ir nestabila. Tāpēc brookīts TiO2 dabā ir salīdzinoši reti sastopams. Starp šīm kristāla fāzēm rutila fāze ir visstabilākā. Anatāzi un brookītu TiO2 var pārveidot rutila fāzē ar neatgriezenisku eksotermisku reakciju pēc karsēšanas augstā temperatūrā. Lai gan Na+ rādiuss ir lielāks nekā Li+, tā kā anatāzes režģī iestrādātā Na aktivācijas barjera ir gandrīz tāda pati kā Li, lielākā daļa pētījumu rezultātu ir vērsti uz anatāzi TiO2. Turklāt starp dažādajām TiO kristālu formām dabiskā anatāze TiO2 ir viena no agrākajām galvenajām Li iegulšanas struktūrām.
Lai gan TiO2 ir daudz priekšrocību, piemēram, zemā cena un stabila struktūra, tam joprojām ir daudz trūkumu, ja to izmanto nātrija jonu akumulatoru negatīvajā elektrodā. Piemēram, tā kā Ti4+ TiO2 nav d elektronu, visas TiO2 kristālu formas ir elektroniski izolatori, kas ievērojami ierobežo TiO2 elektroķīmisko veiktspēju nātrija jonu akumulatoros. Tajā pašā laikā dažu paša TiO2 defektu, kā arī lielo Na+ rādiusu un lēno pārraides ātrumu dēļ tā nātrija uzglabāšanas veiktspēja arī nav ideāla. Tāpēc daudzi pašreizējie pētījumi par TiO ir vērsti uz TiO2 elektroniskās vadītspējas un jonu vadītspējas uzlabošanu, izmantojot materiāla nanoizmēru, saskarnes modifikācijas, jonu dopingu, dažādus C kompozītmateriālu veidus un morfoloģiju un struktūras optimizāciju.
Amorfo TiO2 izmanto kā negatīvo elektrodu materiālu nātrija jonu akumulatoros. Amorfās TiO2 nanocaurules tiek tieši audzētas uz titāna folijas, un iegūtais materiāls tiek izmantots kā nātrija jonu akumulatoru negatīvais elektrods. Atgriezeniskā īpatnējā jauda var sasniegt 150 mA·h·g-1, un akumulatoram ir lieliska cikla veiktspēja.
Sazinieties ar mums, lai iegūtu vairāk informācijas. Paldies
Nikola
Uzņēmums: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Valsts: Ķīna
Pievienot: Baoti ceļš, Jintai, Baoji pilsēta, Shaanxi, Ķīna
Celtnis:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Vietne: www.jm-titanium.com
