據(jù)了解,新型的納米氧化鎢粉體能應(yīng)用于正負(fù)極材料的制備,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于可持續(xù)發(fā)展應(yīng)用的領(lǐng)域。比如,更高效的電池、催化轉(zhuǎn)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于納米尺寸(0.1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。其結(jié)構(gòu)主要包括納米數(shù)組體系、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(dāng)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(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上,表面積越大,物理化學(xué)吸附能力越強(qiáng),發(fā)生的反應(yīng)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(zhuǎn)化為鋰離子,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電池具有大容量、快速充電等優(yōu)點(diǎn),因?yàn)樗拇蟊砻娣e(10-20m2/g)結(jié)合了高孔隙率,具有高儲(chǔ)能材料的負(fù)載,同時(shí)也加速電子與離子的轉(zhuǎn)化速率。
除了納米氧化鎢能提高電池容量外,還有硅基材料。加拿大阿爾伯塔大學(xué)將硅基作為負(fù)極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨,充電容量翻了10倍。與石墨相比,硅對(duì)于鋰離子的吸納量更大,但也存在嚴(yán)重弊端——體積效應(yīng)大,多次充放電后,硅容易碎裂,會(huì)釋放大量鋰離子,縮短電池壽命,因此制約其在電池領(lǐng)域的應(yīng)用。
由此可見,鋰電材料應(yīng)選用具有顯著表面效應(yīng)和小體積膨脹系數(shù)的納米氧化鎢。