化学电源与电极材料
亚氧化钛是⼀种新能源材料，具有超导电的性质，亚氧化钛可以做电池的电极材料，具有低碳，环保等性能. 亚氧化钛在⽔和树脂中具有良好的分散性能，亚氧化钛可以⼴泛应⽤于电池，电极，电池薄膜等电⼦⾏业.亚氧化钛材料环保⽆毒，符合⾷品级安全标准，不会对⽪肤产⽣损害，符合低碳经济的发展需求.
作为⼀种将化学能转化为电能的装置，化学电源是解决当前全球能源短缺的途径之⼀提⾼化学电源的能量转化效率和充放电性能，增加必能，延长使⽤寿命，降低⽣产成本和贵重⾦属催化剂的使⽤量，减少环境污染等，是化学电源领域的⾸要任务。
电极是化学电源的核⼼部分之⼀，电极材料的优劣直接关系到化学电源的综合性能。
亚氧化钛是⼀种全新的节能⾼效环保型电极材料。
对电极材料的基本要求
·优良的导电性能；
·⾼的耐酸碱腐蚀性和耐磨损性；
·电极反应特性的稳定性和耐久性；
·良好的催化活性或与催化剂的相容性；
·适当的体积密度和机械强度；
·活化物及原料的可回收性；
·⽆毒或低毒性及环境相容性；
·原料来源充分；
·⽣产成本低廉；
亚氧化钛（Ti4O7）陶瓷电极材料
亚氧化钛陶瓷电极材料是由称作Magneli相的不同价态的氧化钛所组成的多晶⽆机材料。Magneli相是⼀系列⾮化学计量氧化钛的通称，其通式可表述为TinO2n-1(4≤n≤10)，包括Ti4O7,Ti5O9等亚氧化钛相。
Magneli相不是⼆氧化钛的掺杂物或者TiOx(X<2)的混合物，⽽是晶体结构稳定的⾮化学计量氧化物。
其晶体结构可以看做是以⾦红⽯型⼆氧化钛为母体，每n层为⼀个氧缺失层所构成。如Ti4O7，其每3层TiO2后为⼀个TiO 层。
⾃上世纪⼋⼗年代以来，对以Ti4O7为主晶相的陶瓷电极材料的物理化学和电化学性能已进⾏了⼴泛的研究，对其⽣产制造⼯艺和应⽤也进⾏了深⼊的探索。现在国外已有⼯业规模的⽣产和实际的应⽤。国内⽬前只有科勒颜料有限公司独家⽣产。
Magneli相氧化钛
亚氧化钛导电陶瓷电极材料（Ti4O7）
1.亚氧化钛陶瓷电极材料由⾼纯⼆氧化钛粉末在1200°以上的⾼温下由氢⽓还原⽣成。
2.其主晶相为Ti4O7.
3.产品外观为蓝⿊⾊流动态粉末
4.类⾦属的⾼导电性
5.优秀的抗酸碱化学稳定性
6.独特的电化学性能
7.机械强度⾼，可以⽅便的成型为板、管和棒等电极形状。
亚氧化钛陶瓷电极材料的物理化学性能
物理化学性能数据
密度(g/cm3) 3.6-4.3
⽐热容(J/Kg.k)750
导热系数(W/M.k)10-20
线性膨胀系数(10-6//k)6
抗弯强度(MPa)60-180
威⽒硬度(Hv)230
导电率(S/M)3,000~30,000
氧过电位(V/SHE)
H2SO4(1 M/L) NaOH (1 M/L)+1.75 +1.65
氢过电位(V/SHE)
H2SO4(1 M/L)-0.75
NaOH (1 M/L)-0.60
亚氧化钛陶瓷电极材料的物理性能
1.亚氧化钛的突出物理性能是在室温下具有很好的导电性能，尤其是其中的Ti4O7相，其单晶导电率可达1500s/cm，⼏乎具有⾦属的导电性。实际的亚氧化钛由于是多晶相构成，导电率因Ti4O7的含量和粉体颗粒⼤⼩不同⽽有所差异，但是完全可以满⾜作为电极材料的要求。
2.亚氧化钛的⽐重较⼩，有利于产品的轻量化，提⾼必能。
3.耐磨损性很强，抗冲刷，电极尺⼨稳定。机械强度⾼，可加⼯。
4.亚氧化钛没有磁性，不易团聚，在⽔中的分散性很好，作为导电添加剂时，便于与其他电池活性物均
匀混合，有利于电流的均匀分布。
5.亚氧化钛与有机聚合物的相容性很⾼，可以与各种塑料混合成型，以克服陶瓷材料韧性差的确定，便于做成柔性好的各种形状的电极。
亚氧化钛陶瓷电极材料的化学性能
1.亚氧化钛具有特别优秀的化学稳定性和抗腐蚀能⼒，在铅酸强碱环境下都⾮常稳定，超过绝⼤多数⼯业常⽤的电极材料，包括其母体钛⾦属。
2.在能腐蚀钛⾦属的⼀些强蚀刻液（包括氟化物，盐酸等）中稳定，如40%的硫酸或草酸能严重腐蚀钛⾦属，但是亚氧化钛却⼏乎是惰性的。
样品电解质150⼩时失重3500⼩时失重
⾦属钛1000PPM F22%100%
亚氧化钛0.017%0.29%
⾦属钛4000PPM F52%100%
亚氧化钛0.66% 2.4%
⾦属钛FH/HNO3、H2O
160,000单位100%100%
亚氧化钛0.56%12.7%
与钛⾦属的耐腐蚀性对⽐
亚氧化钛陶瓷电极材料的电化学性
1.亚氧化钛陶瓷电极的室温⼯作电流约为5-20mA
2.既可作为正极，也可作为负极进⾏析氢析氧反应，并且析氢析氧过电位都很⾼。
3.作为电极⽀撑材料，可以电镀，化学沉积或涂敷各种⾦属氧化物或贵⾦属催化剂，并且与这些催化剂的化学结合性很好，催化活性⼏乎不变，效果好。
亚氧化钛陶瓷电极材料的突出特点
1.⾼导电：亚氧化钛具有⾼于⽯墨的导电率，可被电镀；
2.⾼耐化学腐蚀：在包括氟离⼦，氯离⼦的强酸和强碱环境下⾮常稳定，超过绝⼤部分现有的电极材料。
3.析氢析氧过电势很⾼：⾼的析氧过电势有利于抑制氧⽓的溢出，提⾼氧化性能。
4.耐机械磨损：抗液体冲刷，使⽤寿命长。
5.安全环保：原料资源丰富，⽆毒安全。
亚氧化钛陶瓷电极材料的应⽤
以Magneli相中的Ti4O7为主晶相的亚氧化钛陶瓷电极材料因其优异的物理化学和电化学性能⽽⾃上世纪⼋⼗年代问世以来备受世界各国科学家和企业的重视，对其性能和应⽤进⾏了⼴泛的研究和探索。以Ebonex为商品名的亚氧化钛陶瓷电极和相关产品已经在国外实现了商业化⽣产，并在铅酸电池。环境净化，阴极保护等领域得到了实际应⽤，效果⼗分优越，前景⼴阔。
亚氧化钛陶瓷电极材料的应⽤举例
1.铅酸蓄电池：板栅材料，活性物添加剂，双极板材料；（已产品化）
2.锂电池、镍氢电池和碱锰电池：正极导电添加剂；
3.全钒液流电池：电极和双极板材料；
4.燃料电池：电极材料；
5.锌-空⽓电池：电极材料；
6.阴极保护电池：储油罐、桥梁码头、房屋建筑的防腐；（已产业化）
7.废⽔和⼯业污⽔处理：电极材料。（已产业化）
产业化应⽤实例：铅酸蓄电池双极板
亚氧化钛陶瓷电极材料最突出的⾰命性应⽤是被成功地做成了双极板，并由此诞⽣了世界上第⼀种实⽤性双极式阀控铅酸蓄电池。（英国，Atraverda公司，2009）
与传统蓄电池相⽐，双极式蓄电池取消了栅板、联结物和中间隔，⽽以双极板取代，是的蓄电池的重量⼤⼤减轻，体积缩⼩，电流分布更加均匀，有效的提⾼了重能⽐和体能⽐，这是铅酸蓄电池的⾰命性改进。
在铅酸蓄电池领域的应⽤：双极式阀控电池
在铅酸蓄电池领域的应⽤：双极式电池双极板
双极板在铅酸蓄电池中的应⽤概念和优势早已为业界所知，但是⼀直没有到合适的极板材料。铅板是可以作为双极板，但是其⽐重很⼤，⼀者增加电池的重量和体积，⼆者铅⽚易被电解液蚀穿，缩短电池的寿命。
经过多年的实验和开发，亚氧化钛证明完全能够满⾜对双极板材料的要求。由其做成的双极蓄电池体积可减⼩原体积的40%，重量下降20%。减少了铅的⽤量，既提⾼了电池的⽣产效率，⼜⼤⼤减少了铅的污染。
亚氧化钛双极板的特点
1.良好的导电性；
2.在硫酸环境下抗腐蚀性强；
3.可以很好的防⽌电解液渗漏；
4.适⽤于各种形状的电池设计制造；
5.与活性物的相容性好；
6.⽐重较轻；
7.有⾜够的机械强度，柔韧度强；
8.资源丰富，可⼤量⽣产；
9.价格具有竞争性。
双极式阀控蓄电池与传统电池的⽐较
在铅酸蓄电池领域的应⽤：双极式阀控电池
亚氧化钛的其他应⽤
电池领域：
1.铅酸蓄电池：与塑料结合的符合材料可以做成板栅，提⾼了电池的寿命和⽐能。作为正极导电添加物可以提⾼正极活性物的成型性和利⽤率以及电流分布的均匀性。容量增加15%；
2.锂电池：作为阴极替代⽯墨可减少充放电循环带来的电容衰减；
3.燃料电池、锌-空⽓电池和液流电池：由于其⾼导电性和耐腐性，是⾮常有前景的电极和双极材料；
化⼯领域：
4.因其优异的化学稳定性和导电性，可⽤于氯碱⼯业，氯酸盐制造，重铬酸制备以及有机电合成；
电冶⾦领域：
5.在⾼电流密度，⾼酸条件下不钝化不腐蚀⽽优于⽯墨和钛⾦属，作为电极⽤于电积锌，⾦属回收，电解氧化锰，⾦属箔⽣产以及印刷线路板蚀刻液的回⽤处理；
电镀领域：
6.由于电解液中含有氟离⼦等强腐蚀性物质，常⽤阳极很易恶化，⽽亚氧化钛电极析氧过电位⾼，耐腐蚀性强，抗磨损，电极尺⼨稳定；
环保⾏业和⽔处理领域：
7.由于亚氧化钛电极的析氧电势⾼，有利于阳极氧化，可⼴泛应⽤于电催化降解有机污染物和垃圾渗滤液，电催化处理苯酚废⽔，印染废⽔处理，油⽥废⽔处理，医院污⽔处理以及电解海⽔制氢，海⽔淡化，电解⽔消毒和臭氧的制造；
阴极保护领域：
8.现已实际应⽤于储油罐，船舶，码头，桥梁和钢筋混凝⼟的防腐、⼟壤的阴极保护；
携⼿合作共创未来
科勒颜料新能源研发中⼼经过多年研究，已开发出具有独⽴知识产权的Magneli相（Ti4O7）亚氧化钛新型电极材料的⽣产技术，并已投⼊⽣产，欢迎合作并开发相关产品和开拓市场。我们将竭诚为您提供⾼质量的产品和服务。
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