المواد القائمة على التيتانيومتمت دراستها على نطاق واسع في مجال بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن نظرًا لبنيتها المستقرة وأداء الدورة الممتاز وموارد القشرة الوفيرة والتكلفة المنخفضة وعدم السمية . نظرًا لأن آليات عمل بطاريات أيون الصوديوم وبطاريات الليثيوم أيون متشابهة، فقد تم أيضًا استخدام المواد القائمة على التيتانيوم على نطاق واسع في أبحاث مواد أقطاب بطارية أيون الصوديوم. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي المواد المعتمدة على التيتانيوم على منصة جهد شحن وتفريغ أقل في بطاريات أيونات الصوديوم، الأمر الذي جذب الكثير من الاهتمام في أبحاث التطبيقات الخاصة بها في مجال القطب السالب. في الوقت الحاضر، تتركز نقاط البحث الساخنة في المواد القائمة على التيتانيوم بشكل أساسي على مواد مثل ثاني أكسيد التيتانيوم، تيتانات الليثيوم، تيتانات الصوديوم وفوسفات تيتانيوم الصوديوم. في السنوات الأخيرة، كان العمل ذو الصلة للباحثين يتمثل بشكل رئيسي في استكشاف آلية الأكسدة / الاختزال وتحسين الأداء الكهروكيميائي لمواد القطب السالب القائمة على التيتانيوم. يقدم هذا القسم بشكل أساسي الخصائص الأساسية والتركيبات البلورية للعديد من مواد الأقطاب الكهربائية السالبة القائمة على التيتانيوم، ويشرح أبحاث التعديل والأداء الكهروكيميائي وآلية تخزين الصوديوم للمواد.
مادة القطب السالب Ti02
اجتذب ثاني أكسيد التيتانيوم اهتمامًا واسع النطاق باعتباره مادة إلكترود سالب نموذجية مضمنة لبطاريات الليثيوم أيون نظرًا لمزاياه مثل الهيكل المستقر وعدم السمية والسعر المنخفض والمواد الوفيرة. يتكون Ti02 من Ti06 المجسم الثماني وTi4+. يرتبط تعدد أشكال Ti02 بوضع الاتصال لـ Ti06 المجسم الثماني. تشمل أنواع الأبحاث الحالية بشكل أساسي أنواع الأناتاس والروتيل والبرونز والبروكيت والتركيب البلوري. Rutile Ti02 هو نظام بلوري رباعي الزوايا. وتقع ذرة Ti في وسط الشبكة، وتقع ذرات الأكسجين الست على زوايا المجسم الثماني. ويرتبط كل مجسم مجسم بالمجسمات الثمانية المجسمة العشرة المحيطة به، ثمانية منها تشترك في الزوايا واثنتان تشتركان في الحواف. يشكل كل جزيئين من Ti02 خلية وحدة. هيكل Anatase Ti02 هو أيضًا نظام بلوري رباعي الأضلاع، حيث يرتبط كل مجسم مجسم بثمانية مجسمات محيطة، أربعة منها تشترك في الحواف وأربعة زوايا مشتركة. أربعة Ti02s تشكل خلية وحدة. ينتمي Brookite TiO2 إلى نظام تقويم العظام. تشكل ستة TiO2 خلية وحدة، والهيكل غير مستقر. ولذلك، فإن بروكيت TiO2 نادر نسبيًا في الطبيعة. من بين هذه المراحل البلورية، تعتبر مرحلة الروتيل هي الأكثر استقرارًا. يمكن تحويل Anatase وbrookite TiO2 إلى مرحلة الروتيل من خلال تفاعل طارد للحرارة لا رجعة فيه بعد التسخين بدرجة حرارة عالية. على الرغم من أن نصف قطر Na+ أكبر من نصف قطر Li+، نظرًا لأن حاجز التنشيط لـ Na المضمن في شبكة Anatase هو تقريبًا نفس حاجز Li، فإن معظم نتائج البحث تتمحور حول Anatase TiO2. علاوة على ذلك، من بين الأشكال البلورية المختلفة لـ TiO2، يعد Anatase TiO2 الطبيعي واحدًا من أقدم الهياكل الرئيسية لتضمين Li.
على الرغم من أن TiO2 يتمتع بالعديد من المزايا مثل السعر المنخفض والبنية المستقرة، إلا أنه لا يزال به العديد من أوجه القصور عند استخدامه في القطب السالب لبطاريات أيونات الصوديوم. على سبيل المثال، نظرًا لأن Ti4+ لا يحتوي على إلكترونات d في TiO2، فإن جميع أشكال بلورات TiO2 عبارة عن عوازل إلكترونية، مما يحد بشكل كبير من الأداء الكهروكيميائي لـ TiO2 في بطاريات أيونات الصوديوم. في الوقت نفسه، نظرًا لبعض عيوب TiO2 نفسه، إلى جانب نصف قطر Na+ الكبير ومعدل النقل البطيء، فإن أداء تخزين الصوديوم الخاص به ليس مثاليًا أيضًا. لذلك، تركز العديد من الدراسات الحالية حول TiO2 على تحسين الموصلية الإلكترونية والتوصيل الأيوني لـ TiO2 من خلال تحجيم المواد النانوية، وتعديل الواجهة، والمنشطات الأيونية، وأنواع مختلفة من مركبات C والتشكل وتحسين البنية.
يتم استخدام TiO2 غير المتبلور كمادة القطب السالب في بطاريات أيونات الصوديوم. تتم زراعة الأنابيب النانوية غير المتبلورة TiO2 مباشرة على رقائق التيتانيوم، ويتم استخدام المادة التي تم الحصول عليها كقطب سلبي لبطاريات أيونات الصوديوم. يمكن أن تصل السعة المحددة القابلة للعكس إلى 150 مللي أمبير · h · جرام -1، وتتمتع البطارية بأداء دورة ممتاز.
اتصل بنا لمزيد من المعلومات. شكرًا لك
نيكول
الشركة: شركة باوجى جيميون ديناميك المحدودة
الدولة : الصين
إضافة: طريق باوتي، جينتاى، مدينة باوجى، شنشى، الصين
الهاتف الخلوي:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
موقع الكتروني: www.jm-titanium.com
