Materialen op titaniumbasiszijn uitgebreid bestudeerd op het gebied van oplaadbare lithium-ionbatterijen vanwege hun stabiele structuur, uitstekende cyclusprestaties, overvloedige bronnen van de aardkorst, lage kosten en niet-toxiciteit. Omdat de werkingsmechanismen van natriumionbatterijen en lithiumionbatterijen vergelijkbaar zijn, worden op titanium gebaseerde materialen ook op grote schaal gebruikt bij het onderzoek naar elektrodematerialen voor natriumionbatterijen. Bovendien hebben materialen op titaniumbasis een lager laad- en ontlaadspanningsplatform in natriumionbatterijen, wat veel aandacht heeft getrokken in hun toepassingsonderzoek op het gebied van negatieve elektrodes. Momenteel zijn de onderzoekshotspots op het gebied van materialen op titaniumbasis vooral geconcentreerd op materialen zoals titaniumdioxide, lithiumtitanaat, natriumtitanaat en natriumtitaanfosfaat. De afgelopen jaren bestond het relevante werk van onderzoekers voornamelijk uit het onderzoeken van het oxidatie-/reductiemechanisme en de optimalisatie van de elektrochemische prestaties van op titanium gebaseerde negatieve elektrodematerialen. Dit deel introduceert voornamelijk de basiseigenschappen en kristalstructuren van verschillende op titanium gebaseerde negatieve elektrodematerialen, en legt het modificatieonderzoek, de elektrochemische prestaties en het natriumopslagmechanisme van de materialen uit.
Ti02 negatief elektrodemateriaal
Titaandioxide heeft brede aandacht getrokken als een typisch ingebed negatief elektrodemateriaal voor lithium-ionbatterijen vanwege de voordelen ervan, zoals een stabiele structuur, niet-toxiciteit, lage prijs en overvloedige materialen. Ti02 is samengesteld uit Ti06 octaëder en Ti4+. De polymorf van Ti02 houdt verband met de verbindingsmodus van Ti06 octaëder. De huidige onderzoekstypen omvatten voornamelijk anataas-, rutiel-, brons- en brookiettypen en kristalstructuur. Rutiel Ti02 is een tetragonaal kristalsysteem. Het Ti-atoom bevindt zich in het midden van het rooster en de zes zuurstofatomen bevinden zich op de hoeken van de octaëder. Elke octaëder is verbonden met de omringende tien octaëders, waarvan er acht gemeenschappelijke hoeken en twee gemeenschappelijke randen hebben. Elke twee Ti02-moleculen vormen een eenheidscel. De structuur van anataas Ti02 is ook een tetragonaal kristalsysteem, waarin elke octaëder is verbonden met de omringende acht octaëders, waarvan er vier randen en vier hoeken delen. Vier Ti02's vormen een eenheidscel. Brookite TiO2 behoort tot het orthorhombische systeem. Zes TiO2 vormen een eenheidscel en de structuur is onstabiel. Daarom is brookiet TiO2 relatief zeldzaam van aard. Van deze kristalfasen is de rutielfase de meest stabiele. Anatase en brookiet TiO2 kunnen worden omgezet in de rutielfase via een onomkeerbare exotherme reactie na verhitting op hoge temperatuur. Hoewel de straal van Na+ groter is dan die van Li+, zijn de meeste onderzoeksresultaten geconcentreerd op anataas TiO2, aangezien de activeringsbarrière van Na ingebed in het anataasrooster bijna dezelfde is als die van Li. Bovendien is onder de verschillende kristalvormen van TiO2 de natuurlijke anataas TiO2 een van de vroegste hoofdstructuren voor Li-inbedding.
Hoewel TiO2 veel voordelen heeft, zoals een lage prijs en een stabiele structuur, kent het nog steeds veel tekortkomingen bij gebruik in de negatieve elektrode van natriumionbatterijen. Omdat Ti4+ bijvoorbeeld geen d-elektronen heeft in TiO2, zijn alle TiO2-kristalvormen elektronische isolatoren, wat de elektrochemische prestaties van TiO2 in natriumionbatterijen aanzienlijk beperkt. Tegelijkertijd zijn de natriumopslagprestaties, vanwege enkele defecten van TiO2 zelf, in combinatie met de grote straal van Na+ en de lage transmissiesnelheid, ook niet ideaal. Daarom richten veel huidige onderzoeken naar TiO2 zich op het verbeteren van de elektronische geleidbaarheid en de ionische geleidbaarheid van TiO2 door middel van nano-groottebepaling van materialen, grensvlakmodificatie, ionendotering, verschillende soorten C-composieten en morfologie en structuuroptimalisatie.
Amorf TiO2 wordt gebruikt als negatief elektrodemateriaal in natriumionbatterijen. Amorfe TiO2-nanobuisjes worden rechtstreeks op titaniumfolie gekweekt en het verkregen materiaal wordt gebruikt als de negatieve elektrode van natriumionbatterijen. De omkeerbare specifieke capaciteit kan 150 mAh·h·g-1 bereiken, en de batterij heeft uitstekende cyclusprestaties.
Neem contact met ons op voor meer informatie. Bedankt
Nicole
Bedrijf: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: China
Toevoegen: Baoti-weg, Jintai, Baoji-stad, Shaanxi, China
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Website: www.jm-titanium.com
