鋰電池用缺陷態氧化鎢

相比目前市場化的鋰動力電池,含有氧空位缺陷態氧化鎢納米材料的鋰電池具有更高的倍率性能,應用在新能源汽車上,能夠顯著升高車子的續航能力。

紫色氧化鎢圖片

氧化鎢,化學式為WO3-x,是一種氧缺陷結構半導體材料。氧空位的存在,使其自由載流子密度達到1021cm以上,引起表面自由載流子的集體震盪,從而誘導表面等離子共振現象。而如果能在儲能電極材料中摻雜一定量的氧空位缺陷態氧化鎢粉末,那將可以有效減小內阻,以及縮短帶電粒子的運動距離,從而進一步提高汽車鋰電池的倍率性能。

鋰電池圖片

除了氧化鎢有氧空位外,廈門大學彭棟樑教授等人也研究出了一種在富鋰錳基分級多孔微米球的表面構築氧空位(L@S),且研究成果已發表在Science China Materials上。

廈大研究者通過在富鋰錳基分級多孔微米球的表面構築氧空位(L@S)成功抑制了首次放電過程中不可逆Li2O的形成,有效促進了Li+離子的擴散動力學,從而提高了電極材料的結構穩定性。研究結果表明,L@S正極在0.1 C電流密度下迴圈的首次庫侖效率高達92.3%,放電比容量為292.6 mA h g−1;在10 C大電流密度下迴圈100圈後可逆比容量為222 mA h g−1,容量保持率為95.7%。進一步增大電流密度至20 C時,迴圈100圈後L@S正極的放電比容量仍高達153 mA h g−1。此外,匹配Li4Ti5O12負極組裝的全電池在3 C電流密度下迴圈400圈後的可逆比容量為141 mA h g−1,電壓保持率高達97%。

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