據(jù)瞭解,新型的納米氧化鎢粉體能應用於正負極材料的製備,使得該電池容量高出同類電池6倍多,這意味著其有希望被廣泛用於可持續(xù)發(fā)展應用的領域。比如,更高效的電池、催化轉換器、燃料電池等。
納米材料是指在三維空間中至少有一維處於納米尺寸(0.1-100nm)或由它們作為基本單元構成的材料。其結構主要包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系。一般而言,納米材料具有較高的孔隙度和前所未有的表面體積比,當每增加一微米厚度,比表面積可增大二十幾倍。
許多工業(yè)過程是建立在表面發(fā)生化學反應的基礎上,表面積越大,物理化學吸附能力越強,發(fā)生的反應越多,速度越高。就鋰電池而言,納米氧化鎢材料可以將電極中的鋰轉化為鋰離子,進而實現(xiàn)電池具有大容量、快速充電等優(yōu)點,因為它的大表面積(10-20m2/g)結合了高孔隙率,具有高儲能材料的負載,同時也加速電子與離子的轉化速率。
除了納米氧化鎢能提高電池容量外,還有矽基材料。加拿大阿爾伯塔大學將矽基作為負極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨,充電容量翻了10倍。與石墨相比,矽對於鋰離子的吸納量更大,但也存在嚴重弊端——體積效應大,多次充放電後,矽容易碎裂,會釋放大量鋰離子,縮短電池壽命,因此制約其在電池領域的應用。
由此可見,鋰電材料應選用具有顯著表面效應和小體積膨脹係數(shù)的納米氧化鎢。