三氧化钨作为锂离子电池负极材料的研究

过渡金属氧化物由于来源广泛，价格低廉且比容量大等优势，在锂离子电池负极材料方面引起了研究者的广泛关注。但是，过渡金属氧化物在锂离子脱出与嵌入的过程中体积变化较大，容易导致电极破裂，电极材料与集流体分离，从而使电池的使用寿命降低。下面，我们一起来了解一下昆明理工大学研究者对三氧化钨负极材料的研究。

研究者主要是通过对三氧化钨负极材料的形貌控制，掺杂金属元素或者合成以三氧化钨为基的复合材料来改善其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。

改性三氧化钨负极材料方法一：

通过一步水热法合成钨钴杂多酸作为锂离子电池负极材料的前驱体，并在控制煅烧工艺，在500℃空气气氛下快速升温煅烧，得到掺钴的三氧化钨与钨酸钴的由细小的纳米板组成的微米花状结构负极材料，同时控制变量条件下合成纯相的三氧化钨作为参照。

通过电化学性能测试发现WO3/CoWO4/Co复合材料在电流密度100mA g~(-1)的首次放电比容量高达2435mAhg~(-1)，经过了40次循环以后其放电比容量还有较高的1104mAhg~(-1)。

另外，WO3/CoWO4/Co复合材料相较于纯相WO3在不同的电流密度下测试也具有更好的倍率性能，表面钴掺杂同时与钨酸钴的复合显著的改善了WO3电极材料的电化学性能。

改性三氧化钨负极材料方法二：

通过一步水热法合成铬与银双金属元素掺杂的三氧化钨，铬掺杂三氧化钨和银掺杂三氧化钨的前驱体材料，并控制煅烧工艺得到六方晶系（Cr，Ag）-WO3微米球，六方晶系Cr-WO3微米球和单斜晶系Ag-WO3纳米板结构的负极材料，同时控制实验条件单一变量合成纯相的单斜晶系WO3纳米带结构负极材料作为对比参照。

实验检测表明，(Cr,Ag)-WO3微米球具有更大的比表面，可能提供更多的储存位点，同时促进了电解液的扩散和锂离子的运输，同时，通过电化学测试六方晶系(Cr,Ag)-WO3微米球具有更佳的倍率性能与循环性能。另外，Cr-WO3相较于Ag-WO3有更高的比容量，但是循环稳定性却较差。

改性三氧化钨负极材料方法三：

以偏钨酸铵与石墨烯为原料，二甘醇为溶剂，一步合成三氧化钨纳米棒与石墨烯复合材料并作为锂离子电池负极材料，通过充放电测试，循环伏安和电化学阻抗技术综合考察了该材料的储锂性能。

结果显示，在电流密度100mA g~(-1)条件下，WO3/RGO的首次放电比容量达到1181mAhg~(-1)，100次循环以后可逆比容量保持在521mAhg~(-1)。

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