ໃນຂະບວນການສາກໄຟຂອງແບັດເຕີຣີ lithium-ion, ອຸປະກອນ electrode ລົບມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການປະຕິບັດ lithium ions ແລະເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານແລະການປ່ອຍ. ຈາກທັດສະນະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ກວມເອົາ 5% ຫາ 15% ຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດຫມໍ້ໄຟທັງຫມົດແລະຖືວ່າເປັນຫນຶ່ງໃນວັດຖຸດິບທີ່ສໍາຄັນທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສໍາລັບການຜະລິດຫມໍ້ໄຟ lithium{3}}ion. ເຊັ່ນດຽວກັນກັບວັດສະດຸ electrode ບວກ, ອຸປະກອນ electrode ລົບມີບົດບາດສໍາຄັນຫຼາຍໃນການສົ່ງເສີມຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງ lithium{5}}ເຕັກໂນໂລຊີຫມໍ້ໄຟ lithium. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ດ້ວຍຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບຫມໍ້ໄຟ-ໂດຍສະເພາະ, ການສະແຫວງຫາຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງວົງຈອນທີ່ດີກວ່າແລະຄວາມປອດໄພ-ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ເອົາໃຈໃສ່ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ວັດສະດຸ electrode ລົບ, ຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບຫຼັກຂອງ lithium-ion
ໝໍ້ໄຟ. ອຸປະກອນການ electrode ລົບທີ່ເຫມາະສົມຄວນມີລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
(1) ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ຮອງຮັບ Li ຫຼາຍເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມສາມາດສະເພາະ.
(2) ທ່າແຮງ redox ຕ່ໍາສໍາລັບການແຊກ lithium ion ແລະປະຕິກິລິຍາການສະກັດເອົາ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ບັນລຸແຮງດັນຜົນຜະລິດຫມໍ້ໄຟທີ່ສູງຂຶ້ນ.
(3) ການນໍາທາງເອເລັກໂຕຣນິກແລະ ionic ທີ່ດີ.
(4) ບໍ່ລະລາຍໃນສານລະລາຍ electrolyte ແລະບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາກັບເກືອ lithium. (5) ຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີທີ່ດີເລີດຫຼັງຈາກການສາກໄຟແລະການໄຫຼອອກ, ປະສິດທິພາບຄວາມປອດໄພສູງແລະຊີວິດຮອບວຽນ, ແລະອັດຕາການປ່ອຍຕົວຂອງມັນເອງຕ່ໍາ-.
(6) ລາຄາບໍ່ແພງ, ຊັບພະຍາກອນທີ່ອຸດົມສົມບູນ, ແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ.
ວັດສະດຸ anode ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຕົ້ນຕໍໂດຍອີງໃສ່ອົງປະກອບທາງເຄມີຂອງພວກມັນ: ວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ຄາບອນ-ແລະວັດສະດຸທີ່ບໍ່ແມ່ນ-ຄາບອນ-. ວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ຄາບອນ-ສາມາດແບ່ງຍ່ອຍອອກເປັນວັດສະດຸກຣາຟຟິກຄາບອນ ແລະວັດສະດຸຄາບອນອາສະໂນ. ວັດສະດຸທີ່ບໍ່ແມ່ນ-ກາກບອນ-ປະກອບດ້ວຍຊິລິໂຄນ-ທີ່ອີງໃສ່, titanium-, ແລະໂລຫະອອກໄຊຕ່າງໆ. ໃນປັດຈຸບັນ, ວັດສະດຸ anode ທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງຢູ່ໃນຕະຫຼາດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີສາມປະເພດ: ວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ຄາບອນ{11}}, ວັດສະດຸ lithium titanate (LiTisOi2), ແລະວັດສະດຸປະສົມກາກບອນທີ່ລວມເອົາຊິລິຄອນ. ຄາບອນ-ວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ສາມາດແບ່ງອອກເປັນກຣາຟ໌ (ກຼາຟ໌ທຳມະຊາດ ແລະ ທຽມ), ຄາບອນອ່ອນ ແລະຄາບອນແຂງ. ໃນບັນດາປະເພດເຫຼົ່ານີ້, graphite ປອມຖືສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ.
ວັດສະດຸ anode intercalated
ວັດສະດຸກາກບອນ
ໃນການພັດທະນາຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, ນະວັດກໍາຂອງການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ຄາບອນ{1}}ເພື່ອທົດແທນການ lithium ໂລຫະເປັນ anode ເປັນຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ສໍາຄັນໃນເຕັກໂນໂລຊີນີ້. ມາຮອດປະຈຸບັນ, ບໍ່ມີວັດສະດຸ anode ປະເພດອື່ນສາມາດກົງກັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງມັນໄດ້-ປະສິດທິພາບ ແລະປະສິດທິພາບ; ດັ່ງນັ້ນ, ຄາດວ່າວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ຄາບອນ-ຈະຍັງຄົງເປັນທາງເລືອກຫຼັກຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທາງການຄ້າຂະໜາດໃຫຍ່-ເປັນໄລຍະເວລາຫຼາຍ. ອີງຕາມລະດັບຂອງກາຟິກ, ຄາບອນ-ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ເປັນ anodes ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມປະເພດຄື: ກຣາຟ, ຄາບອນອ່ອນ ແລະຄາບອນແຂງ. ວັດສະດຸຄາບອນທີ່ບໍ່ແມ່ນ-ກຣາຟຟິກທັງໝົດສະແດງແນວໂນ້ມທີ່ຈະປ່ຽນເປັນກຣາຟຟິກໃນລະຫວ່າງການປະມວນຜົນອຸນຫະພູມສູງ; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ສານບາງຊະນິດແມ່ນມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການຫັນປ່ຽນນີ້ຫຼາຍ ແລະຖືກກຳນົດເປັນຄາບອນອ່ອນ; ໃນຂະນະທີ່ສິ່ງທີ່ຍາກທີ່ຈະເຮັດສໍາເລັດຂະບວນການແມ່ນເອີ້ນວ່າຄາບອນແຂງ. ໂດຍປົກກະຕິ, ກາກບອນອ່ອນສາມາດໄດ້ຮັບຈາກວັດຖຸດິບເຊັ່ນ: ຖ່ານຫີນ tar ຫຼື petroleum pitch; ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຄາບອນແຂງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກສັງເຄາະຈາກສ່ວນປະກອບເຊັ່ນ: ຢາງ phenolic ຫຼື sucrose. ໃນປັດຈຸບັນ, ຫນຶ່ງໃນວິຊາທີ່ໄດ້ຮັບການສຶກສາຫຼາຍທີ່ສຸດໃນຂົງເຂດຂອງຄາບອນອ່ອນແມ່ນ mesophase carbon microspheres. ທັງວັດສະດຸກຣາຟຟິກ ແລະ ບໍ່{14}}ວັດສະດຸກຣາຟິກກາຟິກມີຂໍ້ດີ ແລະ ຂໍ້ເສຍຂອງພວກມັນເອງ ເມື່ອໃຊ້ເປັນອິເລັກໂທຣດລົບໃນແບດເຕີຣີ້ລີທຽມ{15}}ໄອອອນ. ອີງຕາມສິ່ງດັ່ງກ່າວ, ນັກຄົ້ນຄວ້າມັກຈະໃຊ້ພາກສ່ວນຍ່ອຍຕ່າງໆ-ເພື່ອແກ້ໄຂ ແລະປ່ຽນແປງພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸຄາບອນເຫຼົ່ານີ້ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງເຂົາເຈົ້າ.
Graphite, ເປັນວັດສະດຸຊັ້ນໃນ (ຮູບ 5-8), ມີໂຄງສ້າງພາຍໃນປະກອບດ້ວຍໂຄງຮ່າງການ hexagonal ຂອງອະຕອມຈັດລຽງຢູ່ໃນສະພາບປະສົມ sp2, ຂະຫຍາຍອອກເປັນສອງມິຕິ. ພາຍໃນແຕ່ລະຊັ້ນ, ອະຕອມຄາບອນປະກອບເປັນໂຄງສ້າງຕາຂ່າຍຫົກຫລ່ຽມທີ່ແຂງແຮງທີ່ມີໄລຍະຫ່າງຂອງອະຕອມຄາບອນ-ຄາບອນ 0.142 nm ແລະພະລັງງານພັນທະບັດຂອງ 345 kJ/mol, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ອະຕອມຂອງຄາບອນລະຫວ່າງຊັ້ນຕ່າງໆແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັນໂດຍກໍາລັງ van der Waals ທີ່ອ່ອນແອ, ດ້ວຍພະລັງງານປະຕິສໍາພັນພຽງແຕ່ 16.7 kJ / mol, ກົງກັບໄລຍະຫ່າງ interplanar ວັດແທກຂອງ 0.3354 nm. ທາດ Lithium ion ສາມາດຜ່ານການແຊກຊ້ອນແລະການສະກັດເອົາລະຫວ່າງຊັ້ນກາກບອນຫົກຊັ້ນຂອງ graphite, ປະກອບເປັນທາດ LiC6 ເພື່ອເກັບຮັກສາ lithium. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການນີ້, ໄລຍະຫ່າງ interlayer ມີການປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ; ສໍາລັບ LiC6, ຄ່ານີ້ຈະກາຍເປັນ 0.37 nm, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງບັນລຸຄວາມອາດສາມາດສະເພາະສູງສຸດທາງທິດສະດີແມ່ນ 372 mAh / g. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປະຕິບັດທີ່ດີເລີດຂອງ graphite ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການເຄື່ອນຍ້າຍເອເລັກໂຕຣນິກຢ່າງໄວວາພາຍໃນວັດສະດຸ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນເວລາທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນອຸປະກອນການ electrode ລົບ, graphite ຍັງສະເຫນີຂໍ້ບົກຜ່ອງບາງຢ່າງ: ພູພຽງແຮງດັນ lithium ຕ່ໍາ / ການສະກັດເອົາຂອງມັນສາມາດນໍາໄປສູ່ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ lithium dendrites ໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟຫຼື discharge. ເມື່ອ dendrites ເຫຼົ່ານີ້ເຂົ້າໄປໃນຕົວແຍກແບດເຕີລີ່, ພວກມັນສາມາດເຮັດໃຫ້ວົງຈອນສັ້ນພາຍໃນ, ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດໄຟໄຫມ້ຫຼືແມ້ກະທັ້ງການລະເບີດ, ໄພຂົ່ມຂູ່ຕໍ່ຄວາມປອດໄພຂອງຫມໍ້ໄຟ.
ຮູບທີ 5-8 ແຜນວາດແຜນວາດຂອງໂຄງສ້າງຊັ້ນ graphite
Graphite ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: graphite ທໍາມະຊາດແລະ graphite ປອມ. ກຣາຟຟີ້ທຳມະຊາດ, ຫຍໍ້ເປັນ NG (ກຣາຟຟີ້ທຳມະຊາດ), ໝາຍເຖິງ-ວັດສະດຸຄາບອນສູງທີ່ສະກັດມາຈາກທຳມະຊາດ ແລະໄດ້ຮັບຜ່ານການປຸງແຕ່ງແບບງ່າຍໆ. ມັນມີສອງຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນຊັ້ນ: hexagonal ແລະ rhombic. ວັດສະດຸນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ອຸດົມສົມບູນໃນສະຫງວນ, ແຕ່ຍັງລາຄາຖືກແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ໃນການນຳໃຊ້ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, ເນື່ອງຈາກການແຜ່ກະຈາຍຂອງກິດຈະກໍາພື້ນຜິວບໍ່ສະເຫມີກັນ ແລະຂະໜາດເມັດໃຫຍ່ຂອງອະນຸພາກຜົງ graphite ທໍາມະຊາດ, ໂຄງສ້າງຜລຶກຂອງຜິວໜ້າຂອງມັນຈະເສຍຫາຍໄດ້ງ່າຍໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟ-ວົງຈອນການໄຫຼ, ເຮັດໃຫ້ການປົກຫຸ້ມຂອງຟິມ SEI ບໍ່ສະໝ່ຳສະເໝີ ແລະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບ ແລະອັດຕາການເຮັດວຽກຂອງແບັດເຕີຣີເບື້ອງຕົ້ນ. ເພື່ອເອົາຊະນະສິ່ງທ້າທາຍເຫຼົ່ານີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ພັດທະນາເຕັກນິກຕ່າງໆເພື່ອປັບປຸງຄຸນສົມບັດຂອງ graphite ທໍາມະຊາດ, ເຊັ່ນ: spheroidization, ການປິ່ນປົວດ້ານການຜຸພັງ, fluorination, ແລະການເຄືອບຄາບອນຂອງພື້ນຜິວ, ມີຈຸດປະສົງເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບລັກສະນະຫນ້າດິນແລະຈຸລິນຊີຂອງມັນ.
ກຣາຟຟິດທຽມສາມາດຜະລິດໄດ້ໂດຍ-ການກຣາຟຟິກທີ່ອຸນຫະພູມສູງຂອງວັດສະດຸກາກບອນທີ່ເຮັດດ້ວຍກາຟຟິດໄດ້ງ່າຍ. ວັດສະດຸປະເພດນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເປັນວັດສະດຸ anode ໃນຫມໍ້ໄຟ lithium-ion. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ graphite ທໍາມະຊາດ, graphite ປອມສະແດງໃຫ້ເຫັນຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນໃນແງ່ຂອງວົງຈອນຊີວິດຍາວ, ສູງ-ຄວາມອາດສາມາດເກັບຮັກສາອຸນຫະພູມ, ແລະປະສິດທິພາບອັດຕາສູງ-, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຫນຶ່ງໃນວັດສະດຸ anode ທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທີ່ໃຊ້ໃນຍານພາຫະນະພະລັງງານໃຫມ່ໃນປະເທດຈີນ. ເນື່ອງຈາກຄວາມອາດສາມາດສະເພາະອັນໃຫຍ່ຫຼວງ ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ, ກຣາຟຟີ້ທຽມຍັງຖືກໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນແບດເຕີຣີ້ພະລັງງານ ແລະ ລະດັບກາງ-ເຖິງ-ສູງ-ຜະລິດຕະພັນເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຂອງຜູ້ບໍລິໂພກ. ສະຖິຕິສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນປີ 2021, graphite ທຽມກວມເອົາ 84% ຂອງການຂົນສົ່ງວັດສະດຸ anode ທັງຫມົດ.
ວັດສະດຸຄາບອນທີ່ບໍ່ແມ່ນ-ກຣາຟຟິກສ່ວນຫຼາຍແມ່ນແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຄື: ຄາບອນແຂງ ແລະຄາບອນອ່ອນ. ຄາບອນແຂງໝາຍເຖິງປະເພດຂອງວັດສະດຸກາກບອນທີ່ຍາກທີ່ຈະປ່ຽນເປັນໂຄງສ້າງ graphite ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງທີ່ສຸດ (ເກີນ 2800 ອົງສາ). ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໄດ້ມາໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ pyrolyzing ໂພລີເມີບາງ. ໂດຍສະເພາະ, ແຫຼ່ງທົ່ວໄປຂອງຄາບອນແຂງລວມມີຄາບອນ resin ຕ່າງໆ (ເຊັ່ນ: ຢາງຟີໂນລິກ, ຢາງ polyfurfuryl alcohol resin PFA-C, ແລະ epoxy resins), ຄາບອນທີ່ເກີດຈາກ pyrolysis ຂອງໂພລີເມີສະເພາະ (ເຊັ່ນ: polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylidene fluoride (PVDF), ແລະ polyacrylonitrile carbon blacke ຜະລິດຕະພັນເຊັ່ນ: PAN), ແລະ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການກະກຽມ, ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງເສັ້ນໄຍຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍແມ່ນເກີດຂື້ນພາຍໃນຄາບອນແຂງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ lithium ion ບໍ່ພຽງແຕ່ intercalate ລະຫວ່າງຊັ້ນຄາບອນ, ແຕ່ຍັງເຮັດໃຫ້ພື້ນທີ່ຂໍ້ບົກພ່ອງເຫຼົ່ານີ້, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ anodes ທີ່ຜະລິດຈາກວັດສະດຸນີ້ມີຄວາມຈຸສະເພາະສູງ (ລະຫວ່າງ 350 ຫາ 500 mA·b/g), ເຊິ່ງມີປະໂຫຍດຫຼາຍສໍາລັບການປັບປຸງຂອງ lithium {9}. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ lattice ທີ່ໄດ້ກ່າວມາຍັງນໍາໄປສູ່ການປະສິດທິພາບ coulombic ເບື້ອງຕົ້ນຕ່ໍາແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງວົງຈອນທີ່ບໍ່ດີເມື່ອກາກບອນແຂງຖືກນໍາໃຊ້ເປັນວັດສະດຸ anode. ມາຮອດປັດຈຸບັນ, ເນື່ອງຈາກບັນຫາເຫຼົ່ານີ້, ຄາບອນແຂງບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນແບດເຕີລີ່ lithium{12}}ion ທີ່ເປັນການຄ້າ, ແລະຍັງມີອຸປະສັກບາງຢ່າງກ່ອນທີ່ມັນຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນຂະຫນາດໃຫຍ່.
ກາກບອນອ່ອນໝາຍເຖິງວັດສະດຸຄາບອນອະສະໂນທີ່ສ້າງກາຟຟີດພາຍໃຕ້-ອຸນຫະພູມທີ່ສູງ (ສູງກວ່າ 2800 ອົງສາ). ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ລວມມີ pitch, coke ເຂັມ, petroleum coke, ແລະເສັ້ນໃຍກາກບອນ. ເນື່ອງຈາກລະດັບຕ່ໍາຂອງ graphitization ໃນກາກບອນອ່ອນ, ໂຄງສ້າງຂອງມັນປະກອບດ້ວຍຂໍ້ບົກພ່ອງຈໍານວນຫລາຍ, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດ reversibly ຮອງຮັບ lithium ions ຫຼາຍ; ພ້ອມກັນນັ້ນ, ໄລຍະຫ່າງຂອງ interlayer ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າສົ່ງເສີມການເຈາະ electrolyte. ດັ່ງນັ້ນ, ໂດຍອີງໃສ່ລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້, ວັດສະດຸກາກບອນອ່ອນສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສາມາດສູງໃນລະຫວ່າງການໄຫຼອອກເບື້ອງຕົ້ນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ແນ່ນອນວ່າເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມບໍ່ຫມັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງ, ຄວາມສາມາດ irreversible ຂອງຕົນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສູງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີຂອງໂຄງສ້າງພາຍໃນຂອງຄາບອນອ່ອນເຮັດໃຫ້ການແຜ່ກະຈາຍພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ lithium-ion active sites, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດການຂາດແຮງດັນທີ່ກໍານົດໄວ້ໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟແລະການໄຫຼອອກ, ເຊິ່ງຈໍາກັດການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງມັນ.
Titanium dioxide
Titanium dioxide (TiO2) ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ເປັນວັດສະດຸ electrode ລົບສໍາລັບຫມໍ້ໄຟ lithium{1}}ion, ບໍ່ພຽງແຕ່ຍ້ອນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງມັນສໍາລັບການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່-ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ແຕ່ຍັງເນື່ອງຈາກວ່າມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມປອດໄພແລະສະຖຽນລະພາບທີ່ດີເລີດໃນແຮງດັນປະຕິບັດງານຂອງ 1.5V (ທຽບກັບ Li/Li). ນອກຈາກນັ້ນ, TiO2 ຍັງມີຄຸນສົມບັດທີ່ໂດດເດັ່ນຫຼາຍປະເພດ: ກິດຈະກໍາທາງເຄມີສູງ, ພະລັງງານ oxidizing ທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີທີ່ດີ, ຊັບພະຍາກອນທໍາມະຊາດອຸດົມສົມບູນ, ແລະໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນທີ່ຫຼາກຫຼາຍ.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ລວມກັນເຮັດໃຫ້ TiO2 ເປັນຫນຶ່ງໃນທາງເລືອກວັດສະດຸ electrode ລົບທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບຫມໍ້ໄຟ lithium{1}}ion (ໂດຍສະເພາະໃນພາກສະຫນາມຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າປະສົມ).
ໃນທາງທິດສະດີ, ແຕ່ລະຫນ່ວຍມະຫາຊົນຂອງ TiO2 ສາມາດເກັບຮັກສາຫນຶ່ງ lithium ion, ທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບຄວາມອາດສາມາດຂອງ 330 mAh / g, ເຊິ່ງເກືອບສອງເທົ່າຂອງຄວາມສາມາດທາງທິດສະດີຂອງ LiTiO2. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນການປະຕິບັດ, ມັນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າການບັນລຸຄວາມສາມາດເກັບຮັກສາ lithium ສູງສຸດທາງທິດສະດີນີ້ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຍາກ. ປັດໃຈຈໍານວນຫຼາຍມີອິດທິພົນຕໍ່ການແຊກ lithium ion ແລະປະສິດທິພາບການສະກັດເອົາໃນ titanium dioxide, ລວມທັງແຕ່ບໍ່ຈໍາກັດການ crystallinity ຂອງວັດສະດຸ, ຂະຫນາດຂອງອະນຸພາກ, ລັກສະນະໂຄງສ້າງພາຍໃນ, ແລະພື້ນທີ່ສະເພາະ. ເປັນທີ່ຄວນສັງເກດວ່າ TiO2 ມີຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນຂອງຜລຶກຕ່າງໆ, ເປັນທີ່ຮູ້ກັນດີທີ່ສຸດ-ປະເພດ rutile ແລະ anatase ໃນລະບົບຜລຶກ tetragonal, ແລະຊະນິດ brookite ໃນລະບົບຜລຶກ orthorhombic.