Как триоксид вольфрама используется в бескобальтовых батареях?

В последнее время безкобальтовые батареи можно рассматривать как усовершенствованную версию современных коммерческих литиевых батарей. Благодаря более высокой плотности энергии и низкой стоимости производства они пользуются популярностью у многих производителей батарей. Итак, как типичный полупроводниковый материал N-типа из переходных металлов, как триоксид вольфрама используется в бескобальтовых батареях?

Как триоксид вольфрама используется в бескобальтовых батареях?

Помимо использования в качестве модификатора катодных материалов для бескобальтовых батарей, сверхтонкий порошок триоксида вольфрама также может быть использован для производства высокоэффективных анодных материалов.

Что касается катодных материалов, то использование порошка триоксида вольфрама позволяет не только снизить количество используемого металлического кобальта, но и эффективно улучшить удельную емкость и термическую стабильность продукта. Что касается материалов отрицательных электродов, то использование порошка триоксида вольфрама позволяет значительно улучшить скоростные характеристики и кинетику хранения лития в производимых материалах отрицательных электродов.

Как мы все знаем, самые большие затраты в новых энергетических автомобилях приходятся на силовые батареи. Что касается тройных литиевых батарей, которые в настоящее время доминируют на рынке, то содержащийся в них кобальт является очень важным редким металлом. Область его распространения невелика, а объем производства невелик, поэтому цена на кобальт относительно выше по сравнению с другими редкими металлами в течение длительного времени, что значительно повышает себестоимость производства силовых батарей.

В феврале 2020 года компания Tesla предложила концепцию бескобальтовых батарей, что вывело отказ от кобальта на передний план, и в компаниях, производящих силовые батареи, постепенно появились различные бескобальтовые решения.

Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам наночастицы триоксида вольфрама часто используются для замены кобальта в литий-ионных батареях. В основном это связано с тем, что оксид вольфрама обладает такими характеристиками, как большая удельная площадь, более высокий удельный вес и хорошая механическая стабильность, что позволяет значительно повысить удельную энергию и термическую стабильность катодного материала.Это также означает, что положительный электродный материал, содержащий триоксид вольфрама, с меньшей вероятностью подвергнется термохимическим реакциям с электролитом, тем самым снижая вероятность резкого повышения парциального давления и температуры в батарее.

Для дальнейшего повышения емкости и скорости заряда-разряда бескобальтовой батареи некоторые исследователи указывают, что порошок триоксида вольфрама также может быть использован для приготовления отрицательного электродного материала. Однако здесь следует отметить, что триоксид вольфрама лучше всего сочетается с графеном (RGO), что может значительно улучшить комплексные характеристики электрохимического хранения лития композитных материалов.

Благодаря синергетическому эффекту между триоксидом вольфрама и графеном, обратимая удельная емкость нанокомпозитов WO3/RGO при скорости 0,1С не только намного лучше, чем у мономеров WO3 и RGO, но и больше, чем сумма емкостей двух мономеров.

Кроме того, нанокомпозиты WO3/RGO отличаются стабильностью циклов и хорошими показателями скорости. После 100 циклов при скорости 0,1С обратимая удельная емкость остается на уровне 635 мА/г, а показатель сохранения емкости составляет 83,4%. При скорости 5С обратимая емкость сохраняется на уровне 460 мА/г, что намного выше теоретической удельной емкости (372 мА/г) графитовых анодных материалов, используемых в коммерческих литиевых батареях.

Это также указывает на возможность применения полученного композитного материала триоксид вольфрама/графен в литий-ионных батареях нового поколения. Кроме того, активное развитие бескобальтовых батарей может способствовать дальнейшему увеличению спроса на триоксид вольфрама.

Заключение

Благодарим вас за прочтение нашей статьи и надеемся, что она поможет вам найти ответ на вопрос, как триоксид вольфрама используется в бескобальтовых батареях. Если вы хотите узнать больше о триоксиде вольфрама и других вольфрамовых продуктах, мы советуем вам посетить сайт Stanford Advanced Materials (SAM) для получения дополнительной информации.

Stanford Advanced Materials (SAM) является мировым поставщиком вольфрамовой продукции и имеет более чем два десятилетия опыта в производстве и продаже вольфрама ивольфрамовых сплавов, предлагая высококачественную вольфрамовую продукцию для удовлетворения научно-исследовательских и производственных потребностей клиентов. Поэтому мы уверены, что SAM станет вашим любимым поставщиком вольфрамовой продукции и деловым партнером.