钨酸铌在锂离子电池中的应用

锂离子电池的安全性能除了与产品的设计、使用条件有关之外，还与电池所使用的材料密切相关。当前，常见的锂电池负极材料有石墨和钛酸锂。石墨的嵌锂电压过低及容易在大倍率放电时产生锂枝晶，进而会导致电池内短路甚至热失控；钛酸锂虽然具有较高的锂化电压，能锂枝晶生长，但是其理论容量过低和导电性较差，导致其在实际应用中受到了极大的限制。有鉴于此，研究者开始使用具有高嵌锂电压和理论比容量等优点的钨酸铌材料（Nb14W3O44）生产电极极片。

钨酸铌是将水合草酸铌、偏钨酸铵和燃料（如为甘氨酸、尿素或葡萄糖中的一种以上）在无机酸（如硝酸、盐酸或硫酸）中均匀搅拌混合形成溶液，空气气氛中在1050～1250℃自蔓延燃烧反应，然后在上述温度煅烧反应制得的材料。值得一提的是，燃料优选为甘氨酸，这是由于甘氨酸可与Nb5+、W6+离子形成配合物，避免其在燃烧过程中发生偏稀，且其点燃温度较低，燃烧充分；无机酸优选为硝酸，作用是防止Nb被水解。

含有Nb14W3O44的锂离子电池负极材料的制备：在钨酸铌材料中适当添加导电剂（如碳黑导电剂、碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的一种以上）和适量的羧甲基纤维素+丁苯橡胶等粘结剂后，用溶剂将其溶解分散成含负极活性物质的合剂组成物（糊、浆等），将所述合剂组成物涂布到铜箔等导电集流体的单面或两面，再除去溶剂，最终形成含负极活性物质Nb14W3O44合剂层的带状成形体。值得一提的是，粘结剂的作用是Nb14W3O44粘合到集流体上，幷加强负极的机械整体性，提高固-固界面和/或固-液界面物理电接触，增加整个负极的电子和离子的传导性能。

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