禁帶寬度適中的紫色氧化鎢納米粉體可以用來制備新型鋰電負(fù)極材料,進(jìn)而使之的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)得以增大,減少運輸通道的障礙,以提高鋰離子與電子的移動速率,加快二次電池的充電速度。對于在低溫環(huán)境中工作的電池來說,其負(fù)極更適合選擇紫色氧化鎢顆粒作為功能性材料,減少溫度對該電極的傷害,即充電時間延長與循環(huán)性能減低,提高相關(guān)設(shè)備的使用率。
那么什么是擴(kuò)散系數(shù)呢?擴(kuò)散是指物質(zhì)從高濃度向低濃度處傳輸,致使?jié)舛认蚓换较虬l(fā)展的現(xiàn)象。擴(kuò)散系數(shù)是指單位濃度梯度作用下粒子的擴(kuò)散傳質(zhì)速度(Di),其計算公式為Di=kT/(6Πriη),式中ri為粒子的有效半徑;η介質(zhì)粘度系數(shù),可根據(jù)T、η估算Di。
擴(kuò)散系數(shù)又分為三種:(1)固相擴(kuò)散:固體內(nèi)的擴(kuò)散基本上是借助于缺陷由原子或離子的布朗運動所引起的;(2)自擴(kuò)散系數(shù):在離子晶體中,陽離子和陰離子分別在各自的活動范圍內(nèi)作布朗運動,表示該種運動活潑性的擴(kuò)散系數(shù);(3)化學(xué)擴(kuò)散系數(shù):擴(kuò)散過程伴隨固相反應(yīng),此時擴(kuò)散系數(shù)具有反應(yīng)速度常數(shù)的含義。
低溫鋰電負(fù)極材料的擴(kuò)散系數(shù)主要是指化學(xué)擴(kuò)散系數(shù),意義有以下幾點:鋰的嵌入或脫嵌反應(yīng),其固相反應(yīng)過程為緩慢過程,成為控制步驟;擴(kuò)散速度決定反應(yīng)速度;擴(kuò)散系數(shù)越大,電極的大電流放電能力越好,材料的功率密度越高,倍率性能越好。