與市場化鋰電材料相比,含有紫色氧化鎢粉末的新型鋰電材料具有更多的特種性能,比如變色功能。該功能可以使動(dòng)力電池與用戶建立一個(gè)能通過顏色變化識(shí)別容量多少的界面,比如透明狀態(tài)時(shí)電量為充滿狀態(tài),顏色逐漸變藍(lán)標(biāo)志著存儲(chǔ)電量開始消耗,顏色最深時(shí)則代表電量已耗盡。這樣一來,更有利于用戶更直觀、更準(zhǔn)確地掌握自己使用設(shè)備的續(xù)航時(shí)間,避免設(shè)備沒電量時(shí)給他們造成困擾。
鋰蓄電池之所以有變色能力,主要是因?yàn)樽仙趸u粉末有優(yōu)異的電致變色和光致效應(yīng)等特性。
氧化鎢電致變色機(jī)理,就是Faughnan提出的價(jià)間躍遷理論,即因外加電場的作用,電子和陽離子分別從兩側(cè)同時(shí)注入氧化鎢中,電子被W原子俘獲形成局域態(tài),金屬離子M+則駐留在此區(qū)域形成深藍(lán)色鎢青銅化合物MxWO3,在MxWO3中存在不同價(jià)態(tài)的W離子,電子在鄰近不同價(jià)態(tài)W原子之間的躍遷導(dǎo)致氧化鎢顏色發(fā)生變化。相關(guān)化學(xué)方程式如下:WO3(無色) +xM+xe→MxWO3(深藍(lán)色)
式中M一般為H、Li、Na、Ag等,0<x<1,如H注入后形成HxWO3。
利用氧化鎢的電致變色效應(yīng),研究人員已將其制備成各種電致變色器件應(yīng)用于實(shí)際生活中。電致變色器件具有許多優(yōu)良特性,如透光率可在較大范圍內(nèi)連續(xù)變化(實(shí)用化需達(dá)到4:1以上),并可由人工隨意調(diào)節(jié);驅(qū)動(dòng)電壓低(1~2V),且電源簡單,耗電?。辉陲@示上無視角限制,有存儲(chǔ)功能且存儲(chǔ)時(shí)不消耗電能等。