近年來(lái)，隨著自然界中能源資源的不斷枯竭、環(huán)境污染惡化程度的不斷加劇，新能源鋰離子電池引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。鋰電池雖然具有電壓高、體積小、質(zhì)量輕、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小等優(yōu)點(diǎn)，但是能量密度較低及生產(chǎn)原材料較為短缺，如鈷元素，鈷資源主要集中在剛果。目前，科學(xué)家已經(jīng)研究出了使用介孔氧化鎢作電極材料，不僅能提高電池的能量密度和功率密度，而且可降低電池對(duì)鈷元素的依賴(lài)。
曹林洪教授與中物院周秀文、劉旭東副研究員合作從材料的微納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法制備出了具有介孔的自組裝的六方氧化鎢。六方氧化鎢具有骨架結(jié)構(gòu)、離子通道和質(zhì)子通道，介孔中的大通道及其晶格中的小通道。
電解液能夠滲透到材料的內(nèi)部管道，有助于鋰離子可以從材料外表面和管道內(nèi)表面向管壁擴(kuò)散，從而顯著減小了鋰離子的擴(kuò)散距離和擴(kuò)散阻力，提高了材料的孔隙利用率。此外，介孔能夠儲(chǔ)存離子源和電解液，并貢獻(xiàn)了有效的鋰離子擴(kuò)散通道，晶格通道提供了足夠的反應(yīng)接觸面積，也使得離子的擴(kuò)散距離大幅縮短，介孔提高了機(jī)械穩(wěn)定性，因此材料電化學(xué)性能得到有效提升。
氧化鎢是鎢的一種氧化物。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)顯示，全球鎢資源儲(chǔ)量約330萬(wàn)噸，中國(guó)鎢資源儲(chǔ)量最多，為190萬(wàn)噸，約占全球總量的58%。因此，采用鎢的化合物作電極材料能夠緩解鈷資源短缺的問(wèn)題。
