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文档简介
1、氧化钛在锂离子电池中的应用氧化钛在锂离子电池中的应用王冲王冲2013.3.25xLi+ + TiO2 + xe- = LixTiO2其中当x=1时,通过理论计算,TiO2的最大理论容量是335mAh/g,对应Ti离子从4+价到3+价的变化。一般的TiO2对应于锂离子脱嵌的反应式是:TiO2graphiteCompared with335mAh/g372mAh/g1.5V vs. Li+ -Li0.2V vs. Li+ -LiHigher capacity.CapacityWorking potentialAdvantageSafety and long term stability. 锐钛矿的
2、氧化钛理论上的最大嵌锂容量为0.5mol的Li每1mol的锐钛矿氧化钛,是对应于四角晶系的TiO2转化为正交晶系的Li0.5TiO2结构的过程。所以锐钛矿的理论容量最大为168mAh/g,但是实际的反应过程中还会有其它的储能机理,如赝电容的容量贡献。Anatase TiO2当材料的尺寸结构小于7nm的时候,我们是可以得到完全锂化的Li1TiO2的。介孔结构和纳米结构。Anatase TiO2结构优化纳米级集流体碳包覆金属包覆增强与电解液的接触,稳定TiO2纳米材料的结构形貌。增加材料的比表面积,减少锂离子扩散距离,减少扩散时间,增强电子的电导率。加快材料界面处的锂转化反应,-金红石氧化钛金红石
3、氧化钛TiO金红石氧化钛的理论容量是336mAh/g,但是由于其非常独特晶格结构,导致锂离子在C轴方向上的扩散速率(10-6cm2/s)要远远大于ab面上的扩散速率(10-14-10-15)。所以虽然金红石可以得到完全锂化的钛酸锂,但是受材料的尺寸的限制,有可能在离子扩散的时候由于极化问题,导致C轴上的离子传输被堵塞,从而只能得到较小的实际容量。ScaleX in LixTiO2Capacity(mAh/g)10nm0.8268.81m0.1-0.2533.6-84bulk0.0620.16实验实验浸泡时间为半个小时的TiO2,后用2滴盐酸浸泡处理过的。浸泡时间为1个小时的TiO2,后用2滴盐酸浸泡处理过的。局部地区盐酸过多浸泡的结果。浸泡时间为2个小时的TiO2,后用5滴盐酸浸泡处理过的。浸泡时间为2个小时的TiO2,后用硼酸浸泡处理过的。拿纯的ZnO做对比的,当铁片上的ZnO在一定的盐酸浓度下被完全溶解掉(8滴盐酸,不过浸泡时间是3滴一个小时+4滴一个小时+5滴一个小时+。直到8滴一个小
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