含有納米WO3材料的車用鋰電池,除了具備變色能力外,還有更可喜的優(yōu)勢,即低制備成本。這樣一來,其讓廣大消費者更得以信賴。
鈷是三元電池中重要的正極材料之一,屬于稀有金屬,集中于剛果地區(qū),由于該礦產(chǎn)資源的稀缺,自2017年以來價格不斷攀升。相關電池廠商面臨嚴峻的考驗,一方面是鈷價水漲船高,另一方面是補貼漸退,迫使三元正極材料不得不往“高鎳低鈷”的方式發(fā)展。
那鈷材料是如何應用于車用鋰電池的呢?
以最基本的正極材料中的鋰-鈷-氧化物(Li-Co-O2)為例。當使用該材料制成的電池充電時,鋰離子從氧化物中掙脫出并插入負極中;而放電期間,發(fā)生相反的過程。當從正極中的氧化物中除去鋰離子時,它具有正電荷,因此鈷改變其氧化態(tài)并且保持氧化物呈電中性。少量的鈷從+3變化到+4,以彌補鋰離子的離開。
鋰,鈷 ,氧化物是一種嵌入化合物,鋰,鈷和氧以二維層排列:先鋰層,后氧層,再鈷層。在嵌入化合物中,可以除去鋰,并且確?;窘Y(jié)構(gòu)不變。如果結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,將鋰重新投入使用變得非常具有挑戰(zhàn)性。而
我們知道,鈷材料是用來增強結(jié)構(gòu)的,如果用便宜的鎳替代鈷的話,仍會產(chǎn)生插層結(jié)構(gòu),易導致引發(fā)火災。所以,強相對親和力的納米WO3作為電極成分,能明顯改善車用鋰電池的很多不足,并降低生產(chǎn)成本。