三氧化鎢作為鋰離子電池負極材料的研究

過渡金屬氧化物由於來源廣泛，價格低廉且比容量大等優勢，在鋰離子電池負極材料方面引起了研究者的廣泛關注。但是，過渡金屬氧化物在鋰離子脫出與嵌入的過程中體積變化較大，容易導致電極破裂，電極材料與集流體分離，從而使電池的使用壽命降低。下麵，我們一起來瞭解一下昆明理工大學研究者對三氧化鎢負極材料的研究。

研究者主要是通過對三氧化鎢負極材料的形貌控制，摻雜金屬元素或者合成以三氧化鎢為基的複合材料來改善其作為鋰離子電池負極材料的電化學性能。

改性三氧化鎢負極材料方法一：

通過一步水熱法合成鎢鈷雜多酸作為鋰離子電池負極材料的前驅體，並在控制煆燒工藝，在500℃空氣氣氛下快速升溫煆燒，得到摻鈷的三氧化鎢與鎢酸鈷的由細小的納米板組成的微米花狀結構負極材料，同時控制變數條件下合成純相的三氧化鎢作為參照。

通過電化學性能測試發現WO3/CoWO4/Co複合材料在電流密度100mA g~(-1)的首次放電比容量高達2435mAhg~(-1)，經過了40次迴圈以後其放電比容量還有較高的1104mAhg~(-1)。

另外，WO3/CoWO4/Co複合材料相較於純相WO3在不同的電流密度下測試也具有更好的倍率性能，表面鈷摻雜同時與鎢酸鈷的複合顯著的改善了WO3電極材料的電化學性能。

改性三氧化鎢負極材料方法二：

通過一步水熱法合成鉻與銀雙金屬元素摻雜的三氧化鎢，鉻摻雜三氧化鎢和銀摻雜三氧化鎢的前驅體材料，並控制煆燒工藝得到六方晶系（Cr，Ag）-WO3微米球，六方晶系Cr-WO3微米球和單斜晶系Ag-WO3納米板結構的負極材料，同時控制實驗條件單一變數合成純相的單斜晶系WO3納米帶結構負極材料作為對比參照。

實驗檢測表明，(Cr,Ag)-WO3微米球具有更大的比表面，可能提供更多的儲存位點，同時促進了電解液的擴散和鋰離子的運輸，同時，通過電化學測試六方晶系(Cr,Ag)-WO3微米球具有更佳的倍率性能與迴圈性能。另外，Cr-WO3相較於Ag-WO3有更高的比容量，但是迴圈穩定性卻較差。

改性三氧化鎢負極材料方法三：

以偏鎢酸銨與石墨烯為原料，二甘醇為溶劑，一步合成三氧化鎢納米棒與石墨烯複合材料並作為鋰離子電池負極材料，通過充放電測試，迴圈伏安和電化學阻抗技術綜合考察了該材料的儲鋰性能。

結果顯示，在電流密度100mA g~(-1)條件下，WO3/RGO的首次放電比容量達到1181mAhg~(-1)，100次迴圈以後可逆比容量保持在521mAhg~(-1)。

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