Enerji Depolama Cihazları için Geçiş Metal Banyolarında Elektrik Davranış Trendleri
Transition metal oksits (TMOs) enerji depolama malzemelerinin ön saflarında duruyor. Elektrik iletkenliği doğrudan TMO'larda elektrik iletkenliği, hız kapasitesi ve genel cihaz verimliliği ile ilgili temel faktörlere sahiptir. Bu makale, farklı TMO kompozisyonları, yapılar ve işleme koşulları daha iyi piller, süper kapasiteleri tasarlamak için temel faktörlere sahiptir.
Transition Metal Oksits'te Elektrik Davranışlarının Temelleri
Elektronik Yapı ve Band Gap
Transition metal oksits, elektronik davranışların geniş bir yelpazesini sergiliyor; Metalsel iletkenlerden (örneğin, D) yarı iletkenlerin (örneğin, x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
Şarj Ulaşım Mekanizmaları
TMOs'taki elektronlar veya delikler birkaç mekanizmayla hareket eder. Yüksek d-bands, grup yönlendirmesi hakimdir. Ancak, birçok TMOs'ta güçlü elektron-elekron korelasyonları ve elektron-fonon darbesi sonrası, tipik olarak bir Arrhenius veya Mott &rs) veya CENGT:2[Dönemli aralıklar[Döneticiler) ile ilişkili enerji verimliliği ve hızlanma alanlarının (enerji) ile ilişkili olduğunu umuyoruz.
Anahtar Faktörleri Elektriksel Davranışı Etkiliyor
Bir TMO iletkenliği sabit bir özellik değildir; çeşitli ilgili faktörlere ayarlayarak ayarlanabilir.
Valence State ve Karma Valency
Elektriksel olarak kullanılan yüksek çözünürlükte (Cehenne) ve yüksek çözünürlükte (Cesel) ve CenO'da (FLT:0)) ()))) ([Mn)))))))))) ve Mn +[Dönetici: 3|Dönetici = 8/FONT|D)))))
Kristal Yapı ve Tanımlar
Oksijen sincap veya tetrahedra metal iyonun etrafında bulunan ve alt üst düzeylerin ve grup yapısının örtüştüğü anlamına gelir.Örneğin, kefil TiO)[Döneticileri, tahıllar ve dislokasyonlar ve reziğe bağlı olarak farklı iletkenliği vardır.
Doping ve Substitution
Heteroatomların amacı, iletkenliği dramatik bir şekilde değiştirebilir. Aliovalent doping— subFLT:5|Döneticileri +[Dönder)[Döneticileri yükseltebilir[Döneticileri/Döneticileri değiştir][Dönder)[Döneticileri [Dönder)[Döneticileri = 9/01/2012
Sıcaklık ve Faz Geçişleri
Sıcaklık hem aktif taşıyıcıların hem de mobilitenin sayısını etkiler. Semiconducting TMOs tipik olarak ısıtılmış, umut verici veya taşıyıcı nesli nedeniyle sıcaklık artışı gösterir. Ancak, bazı TMOs bu faz geçişleri ile çalışır (örneğin, VO).2).
Anahtar Geçiş Metal Banyolarında Yeterlik Trendleri
Titanyum Dioksit (TiO)2).
TiO)2[Dönetici:0) [Dönetici], nanoyapım için yüksek çözünürlükte (=D) yüksek çözünürlükte (=D) yüksek çözünürlükte (=D) yüksek çözünürlükte (=D) ile yüksek çözünürlükte (=D) ile yüksek çözünürlükte (=) ile yüksek çözünürlükte (=)
Manganese Dioksit (MnO[DÜT:0)).
MnO)2[Dönetici) ve ⁇ -MnO[Dönetici)[Dönetici, ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , α-MnO[D)[Dönetici: pdf[Dönetici) ve ⁇ -MnO[Dönetici) ile daha iyi bir şekilde genişletilebilir.
Cobalt Oksits (Co[D:0)3)O).4)
[FONT=0]3 [Dönetici[Dönetici:2)[Dönetici[Dönetici][Dönetici[Dönetici: 9/01)))[Üye Olmayanlar (Ceff))[Üye Olmayanlar (Sekiz))[Üye Olmayanlar (Sürekli))
Nickel Hoffman (NiO)
NiO, bir p-tip yarı iletkeni, bir grup boşluğu ile -3.7 eV. Stoichiometri NiO bir insulatordur, ancak Ni eksikliği (Ni) 3+) ve Ni)) oldukça düşük bir potansiyel pencereden ve yüksek çözünürlükte (örneğin, nano-parçacık) ile uyumlu olabilir.
[Düzücüler:0)2[Dönemli:2|Dönemli)[Dönemli) ⁇ [DÜye Olmayanlar, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
Valvedium oksitler zengin kırmızıox kimyası sergiler. V)2))[Dönetici: 3 ))) Bir grup boşluğu ile yarı iletkenlik ve elektronik iletkenlik (örneğin, 10 °-150) ile birlikte, iki yükseklikli yüksekliğe sahip olan küçük bir optik diskole birlikte, yüksek çözünürlükte veya yüksekliğe sahip olan bir motor geçiş için geniş ölçüde araştırılır.
Perovskite ve Spinel Oksits
[Dörtgençler (ABO[Dönemli)[Üye Olmayanlar[Üye Olmayanlar)[Üye Olmayanlar İçindekiler[Dönemliler)[Üye Olmayanlar İçindekiler[Üye Olmayanlar İçindekiler)[Üye Olmayanlar İçindekiler[Üye Olmayanlar İçindekiler)
Enerji Depolama Cihazlarında Rol
Lityum-Ion Battery Elektronları
Lityum-ion batarya anodlar ve katoluşlar için, elektronik iletkenlik doğrudan etkiler. Low iletkenlik zayıf aktif malzeme kullanımı ve yüksek potansiyelleri ilerleyebilir.TMOs, dönüşüm tipi bir anodlar olarak hizmet edebilir (örneğin, Co)).
Supersitor elektros
RuO gibi TMOar)2, MnO)) ve Co[D][3][D][/D)[Döneticileri, yüzeyde hızlı bir şekilde meydana getiren, yüksek elektronik iletkenlik (düşükümlü) ve yüksek çözünürlükte (~ 10)
Sodyum-Ion ve Multivalent Pilleri
Hidro-iyon, potasyum-ion ve magnezyum iyon aküleri gibi enerji depolama sistemleri, TMO'lara daha büyük iyon kanallarıyla güvenir. iletkenlik eğilimleri benzer kalır, ancak kutupluluk ve iyon büyüklüğü, elektronik yapıyı etkileyebilir. Örneğin, Na:0)0.44).
Davranışları Geliştirmek için Stratejiler
Doping ve Defect Engineering
Yukarıdaki örnekler ötesinde, kontrol edilen ekleksiyon yoluyla hata mühendisliği sinerjik atmosferler üretebilir veya TiO'da iyi şarj edilebilir.(FLT:02) Aynı anda n tipi ve çok fazla dopants (co-doping) sinerjik etkiler ve asimetrik etkiler üretebilir; örneğin, Nb ve F co-doping için TiO[/tr|bencillik ve genişleyenler için bant boşlukları geliştirir.
Nano Yapı ve Morpholoji Kontrol
Nanoyapılı TMOs, daha kısa bir yük taşımacılığı ve daha yüksek yüzey-to-volume oranları sunar, bu genellikle daha iyi belirgin iletkenliklere tercüme eder. Nanotels, nanotüpler, nano tablolar ve mesoffer yapılar, mevcut koleksiyonlarla etkili elektronik temas alanını artırabilir. Dahası, elektronik yapıyı değiştiren ve azaltan boyutu ortaya çıkarabilir.
Kompozit ve Hibrit Mimarlıklar
Rasyonal olarak TMO'ları son derece etkili malzemelerle birleştirir (karbonat, metalik veya polimerler) tahılları kötüleştiren dolaşım ağlarını oluşturur. Core-shells (e.g., MnO)@graphene, CoffO)) Performansta dramatik gelişmeler göstermiştir.
Yüzey Kaplaması ve Interfacial Engineering
İnce kaplamalar (örneğin, ZnO) TMO parçacığının geçici direnci ve baskılarını azaltabilir. [D) Atom tabakası kontraseptif kaplama için güçlü bir araçtır.[D) Örneğin, LiCoO).
Future Yol ve Challenges
Önemli ilerlemeye rağmen, birçok zorluk kalır. Birçok TMOs, elektrokimyasal performansla ilgili olarak geri dönüşümlü yapısal değişikliklerden muzdariptir. Gelişmiş opera karakterizasyon teknikleri (örneğin, in-situ XRD, Raman, imkansız spektroskopi) ve AFLOW veritabanı, elektriksel performansla ilişkili iletkenlik evrimlerini tanımlamak için gereklidir. Ayrıca, ilk kayıt sistemleri ve makine öğrenme modelleri patlamamış kompozisyonlar için iletkenlik eğilimleri tahmin etmek için daha fazla kullanılır.
Bugün Malzemelerde YDÜDÜŞÜNCÜDÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜye Değerler: 2)Kuznetler Üretim ve Malzemeleri [DÜye Olmayanlar İçin Elektronik Ulaşım Üzerine EĞİTİMLER)
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Metal oksitlerin geçişinde elektrik iletkenliği, elektronik yapının karmaşık bir Interplay tarafından yönetilir, kusurları, doping, sıcaklık ve morfoloji. Hiç tek oksit tüm ihtiyaçlara uygundur; Her enerji depolama uygulamaları belirli iletkenlik hedefleri ile ilgilidir; Bu bilgi zaten yüksek çözünürlükte, oksijen vazoları, yüksek kapasiteli kedi elektrotları ve daha fazla esneklik ve daha fazla iletkenlikli elektrotları genişletir; araştırmalar için TMO'ları rasyonel olarak tasarlayabilir.