氧化铌钨取代石墨阳极 让锂电池充电速度更快

近期,荷兰特温特大学(the University of Twente)MESA+研究所的研究人员发现,氧化铌钨(NbWO)能很好地取代石墨阳极,且无需求先将NbWO制成纳米结构,就可以为带电锂离子开创更多的“路径”,进而加快锂电池的充电速度。换句话来说,含有氧化铌钨材料的锂电池能够在在几分钟内储存大量能量,从而有助于加快电动汽车和可再生能源的网格存储等技术的采用。

氧化铌钨取代石墨阳极图片

众所周知,锂电池是由阴极、阳极、电解液和隔膜四部分组成的。当锂离子电池放电时,锂离子从阳极流向阴极;当再充电时,锂离子从阴极流动到阳极。在这个过程中,锂离子移动速度越快,电池的充电速度就会越快,功率也就会越大(即在给定时间内能够传递的能量越多)。

为了提高锂离子的流速,目前最常用方法是制造纳米尺寸的电极颗粒,以缩短锂离子必须进行的运动距离,但是这种方法存在许多挑战。与普通材料相比,纳米颗粒难以紧密地集聚在一起,这限制了它们每单位体积可储存的能量。另外,它还会与电解质产生不必要的化学反应。

氧化铌钨取代石墨阳极图片

为了克服这种问题,荷兰研究者就表示可以选用氧化铌钨来作为锂电池阳极材料,因为氧化铌钨本身就有非常优异的电化学性能和刚性,无需我们进一步的改善,就能使所制备出来的锂电池拥有良好的充放电特性。

据业内人员表示,铌钨氧化物每单位体积可储存的锂离子数量是传统锂离子电池阳极的两倍或更多。所以,氧化铌钨作为阳极材料,可以在避免纳米颗粒阳极材料不足的同时,升高蓄电池的容量。

据悉,科学家们正在努力寻找与铌钨氧化物阳极配合使用的最佳阴极和电解质材料。另外,他们还可能寻找与氧化铌钨结构和性质均相似的其他材料。

 

 

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