钠离子电池无粘结剂二氧化钛负极材料的合成

作者：谢嫚; 李泽华; 李帅杰; 肖根华; 罗熳; 蒋文全; 陈人杰; 吴锋

来源：中国材料进展, 2020, 39(04): 287-294.

• 钠离子电池
• 无粘结剂
• 二氧化钛
• 纳米线阵列
• 负极

作为电池的重要组成部分,电极材料直接影响电池的能量密度。电极材料在制作过程中往往会添加粘结剂以稳定极片结构,但粘结剂的加入会降低电极材料的比容量,影响其离子迁移速率。通过在经水热反应刻蚀的钛箔/网上原位生长二氧化钛(TiO2)得到无粘结剂TiO2/Ti纳米线阵列电极,并系统地研究不同钛基底及水热反应温度对TiO2/Ti纳米线阵列电极物理性能和电化学性能的影响。结果表明,不同钛基底及水热反应温度均对生长的TiO2纳米线的形貌和电化学性能有重要影响。其中通过220℃水热反应生长在钛网(0.15 mm)上的TiO2纳米线呈蛛网状,具有较大的比表面积,属于锐钛矿型TiO2,储钠过程主要由赝电容效应控制,且具有优秀的电化学性能:首周放电比容量为986 mAhg-1,库伦效率为21.7%;随后放电比容量逐渐稳定在240 mAhg-1左右;循环200周后放电比容量仍能达到228 mAhg-1,库伦效率稳定在99.3%左右;即使在3200 mAg-1的超大电流密度下,放电比容量仍能达到152 mAhg-1。无粘结剂电极材料极大可以有限地提升电极材料的比容量,对未来高能量密度电池体系的设计具有一定的理论意义和参考价值。

• 单位
  有研工程技术研究院有限公司; 北京理工大学; 宁德时代新能源科技股份有限公司; 材料学院