Bahan berasaskan titaniumtelah dikaji secara meluas dalam bidang bateri litium-ion boleh dicas semula kerana strukturnya yang stabil, prestasi kitaran yang sangat baik, sumber kerak yang banyak, kos rendah, dan tidak toksik. Memandangkan mekanisme kerja bateri natrium-ion dan bateri litium-ion adalah serupa, bahan berasaskan titanium juga telah digunakan secara meluas dalam penyelidikan bahan elektrod bateri natrium-ion. Di samping itu, bahan berasaskan titanium mempunyai platform voltan cas dan nyahcas yang lebih rendah dalam bateri natrium-ion, yang telah menarik banyak perhatian dalam penyelidikan aplikasi mereka dalam medan elektrod negatif. Pada masa ini, titik panas penyelidikan dalam bahan berasaskan titanium tertumpu terutamanya pada bahan seperti titanium dioksida, litium titanat, natrium titanat dan natrium titanium fosfat. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kerja penyelidik yang berkaitan terutamanya adalah untuk meneroka mekanisme pengoksidaan/pengurangan dan pengoptimuman prestasi elektrokimia bahan elektrod negatif berasaskan titanium. Bahagian ini terutamanya memperkenalkan sifat asas dan struktur kristal beberapa bahan elektrod negatif berasaskan titanium, dan menerangkan penyelidikan pengubahsuaian, prestasi elektrokimia dan mekanisme penyimpanan natrium bahan tersebut.
Bahan elektrod negatif Ti02
Titanium dioksida telah menarik perhatian meluas sebagai bahan elektrod negatif terbenam biasa untuk bateri litium-ion kerana kelebihannya seperti struktur yang stabil, tidak toksik, harga rendah dan bahan yang banyak. Ti02 terdiri daripada Ti06 oktahedron dan Ti4+. Polimorf Ti02 berkaitan dengan mod sambungan Ti06 oktahedron. Jenis penyelidikan semasa terutamanya termasuk jenis anatase, rutil, gangsa dan brookite, struktur kristal. Rutile Ti02 ialah sistem kristal tetragonal. Atom Ti terletak di tengah kekisi, dan enam atom oksigen terletak di sudut oktahedron. Setiap oktahedron disambungkan kepada sepuluh oktahedron di sekelilingnya, lapan daripadanya berkongsi bucu dan dua berkongsi tepi. Setiap dua molekul Ti02 membentuk sel unit. Struktur anatase Ti02 juga merupakan sistem kristal tetragonal, di mana setiap oktahedron disambungkan kepada lapan oktahedron di sekelilingnya, empat daripadanya berkongsi tepi dan empat bahagian sudut. Empat Ti02 membentuk sel unit. Brookite TiO2 tergolong dalam sistem ortorombik. Enam TiO2 membentuk sel unit, dan strukturnya tidak stabil. Oleh itu, brookite TiO2 agak jarang berlaku. Antara fasa kristal ini, fasa rutil adalah yang paling stabil. Anatase dan brookite TiO2 boleh diubah menjadi fasa rutil melalui tindak balas eksotermik yang tidak dapat dipulihkan selepas pemanasan suhu tinggi. Walaupun jejari Na+ lebih besar daripada Li+, memandangkan halangan pengaktifan Na yang tertanam dalam kekisi anatase adalah hampir sama dengan Li, kebanyakan hasil penyelidikan tertumpu pada anatase TiO2. Selain itu, antara pelbagai bentuk kristal TiO2, anatase semulajadi TiO2 adalah salah satu struktur utama yang terawal untuk pembenaman Li.
Walaupun TiO2 mempunyai banyak kelebihan seperti harga yang rendah dan struktur yang stabil, ia masih mempunyai banyak kekurangan apabila digunakan dalam elektrod negatif bateri natrium-ion. Contohnya, oleh kerana Ti4+ tidak mempunyai elektron d dalam TiO2, semua bentuk kristal TiO2 adalah penebat elektronik, yang sangat mengehadkan prestasi elektrokimia TiO2 dalam bateri natrium-ion. Pada masa yang sama, disebabkan oleh beberapa kecacatan TiO2 itu sendiri, ditambah dengan jejari Na+ yang besar dan kadar penghantaran yang perlahan, prestasi penyimpanan natriumnya juga tidak sesuai. Oleh itu, banyak kajian semasa mengenai TiO2 menumpukan pada meningkatkan kekonduksian elektronik dan kekonduksian ionik TiO2 melalui saiz nano bahan, pengubahsuaian antara muka, doping ion, pelbagai jenis komposit C dan pengoptimuman morfologi dan struktur.
TiO2 amorf digunakan sebagai bahan elektrod negatif dalam bateri natrium-ion. Tiub nano TiO2 amorfus ditanam terus pada kerajang titanium, dan bahan yang diperoleh digunakan sebagai elektrod negatif bateri natrium-ion. Kapasiti khusus boleh balik boleh mencapai 150 mA·h·g-1, dan bateri mempunyai prestasi kitaran yang sangat baik.
Hubungi kami untuk maklumat lanjut. terima kasih
Nicole
Syarikat: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Negara:China
Tambah: Jalan Baoti, Jintai, bandar Baoji, Shaanxi, China
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
laman web: www.jm-titanium.com
