黃色氧化鎢粉末制備的鋰電正極材料,能使電池具有更高的熱力學性能與動力學性能。
這幾年,三元電池在全球市場上脫穎而出,占有最大的電池市場份額。所謂的三元電池,是指以鎳鈷錳(NCM)為正極材料的一種儲能裝置。該電池不但比鈷酸鋰電池更便宜,而且還有更大的單位電能。但是三元鋰電池的一個較大缺點是受到撞擊和高溫時起火點較低,尤其是不等量型的電池。
三元電池三種金屬元素的主要作用如下:
Co3+:減少陽離子混合占位,穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu),降低阻抗值,提高電導率,提高循環(huán)和效率性能。
Ni2+:可提高材料的容量(提高材料的體積能量密度),而由于Li和Ni相似的半徑,過多的Ni也會因為與Li發(fā)生位錯現(xiàn)象導致鋰鎳混排,鋰層中鎳離子濃度越大,鋰在層狀結(jié)構(gòu)中的脫嵌越難,導致電化學性能變差。
Mn4+:不僅可以降低材料成本,而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過高的Mn含量會容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結(jié)構(gòu),使容量降低,循環(huán)衰減。
不等量型電池最大的特點是鈷元素與錳元素的含量少,如 NCM811,這使得電池的安全性能降低。為此,科學家設(shè)計出了一種以黃色氧化鎢粉末為鋰電正極材料的電池。
黃色氧化鎢粉末晶體容易引入氧空位,使得材料擁有更好的熱力學穩(wěn)定性和較高的比容量。作為鋰電正極材料,黃色氧化鎢粉末能大大提高電池安全性能。