چکیده

با وجود گنجایش بالا، TiNb₂O₇ به عنوان یک ماده آندی باتری های یون لیتیم قابلیت نرخ ضعیفی دارد. برای برطرف کردن این چالش، کامپوزیت های نانو-TiNb₂O₇ و نانولوله کربن (CNT) با هیدرولیز مستقیم سوسپانسیون CNTs/TiNb₂O₇ و سپس توسط تکلیس به ترتیب در هوا و N₂ تهیه شدند. نانوذرات TiNb₂O₇ در این کامپوزیت ها ساختاری بلوری از نوع Ti₂Nb₁₀O₂₉ با تهی جاهای O^2- و کاتیون های با والانس کمتر دارند که منجر به بهبود ضریب نفوذ یون ⁺Li و افزایش رسانایی الکترونی در TiNb₂O₇ می شود. نانولوله کربن با توزیع یکنواخت تماس مناسبی با ذرات TiNb₂O₇ دارد که بدین وسیله اندازه ذرات را کاهش داده و رسانایی الکتریکی را بهبود می بخشد. در نتیجه این اصلاح، نانوکامپوزیت ها عملکرد الکتروشیمیایی برجسته ای نشان می دهند. برای مثال، گنجایش برگشت ناپذیر بزرگ (mAh.g^-1 346 در C 1/0) و قابلیت نرخ برجسته ای (mAh.g^-1 163 در نرخ جاری بسیار بزرگ C 30) حاصل می شود. علاوه بر این پایداری چرخه ای استثنایی با بیش از 100 چرخه در C 10 با حفظ گنجایش بزرگ 6/97% به اثبات می رسد. این دستاوردها آشکار می کنند که کامپوزیت CNTs/نانو-TiNb₂O₇می تواند یک ماده آندی امید بخش برای باتری های یون لیتیم وسایل نقلیه الکتریکی باشد.

1-مقدمه

در طول دو دهه گذشته باتری های یون لیتیوم (LIBs) برای ابزارهای ذخیره سازی برجسته انرژی در ابزارهای الکترونیکی قابل حمل مورد استفاده قرار گرفته اند. امروزه این موفقیت بزرگ به وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) هم سرایت کرده است [1]. با توجه به این مسئله، چگالی بالای انرژی، چگالی توان، ایمنی و پایداری چرخه ای، برای باتری های یون لیتیوم وسایل نقلیه الکتریکی مورد نیاز هستند. با این حال، باتری های تجاری یون لیتیوم کنونی با کاتد های اکسید فلز واسطه لیتیم دار و آند های گرافیتی قادر به برآورده کردن این ملزومات نیستند. به ویژه آند گرافیتی دارای چند مشکل جدی است اگرچه گنجایش زیاد، هزینه کم و پایداری چرخه ای خوبی دارد [2-4]. برای مثال، پتانسیل کاری کم V 1/0~ در برابر ⁺Li/Li موجب تشکیل لایه های بین فازی الکترولیت جامد رویین ساز (SEI) می شود که حاصل آن مؤلفه های سینتیکی الکتروشیمیایی ناکافی و از دست رفتن برگشت ناپذیر لیتیوم است....

میتوانید از لینک ابتدای صفحه، مقاله انگلیسی را رایگان دانلود فرموده و چکیده انگلیسی و سایر بخش های مقاله را مشاهده فرمایید.