含有納米紫鎢粉體的新型鋰離子電池相較於目前火熱的鋰離子電池來說有更低的製備成本與更好的低溫特性等優勢,能夠用於更多的領域中。
鋰離子電池自商業化以來,以其綠色環保、壽命長、比容量大、無記憶效應等優點,獲得了廣泛應用。在過去,業內對此電池的迴圈壽命和安全性的關注較多,相關研究主要集中在高溫條件下使用時的容量衰減問題和安全問題上。然而,隨著應用領域不斷拓展,鋰離子電池的低溫性能低劣帶來的制約愈加明顯。
據瞭解,在-20°C環境下工作的鋰離子電池容量只有室溫時的31.5%左右,而在航空航太、軍事、南北極地考察等領域中,則要求電池應能夠在-40°C以及其以下的溫度環境中正常運轉,這無疑給儲能科學家們製造出了一個極大的難題。
在低溫環境下,電池中電解液的粘度會降低,流動性會變差,導電性下降,活性物質的活性也會減小,從而使電解液的濃度差變大,極化增強,充電提前終止。更糟糕的是,鋰電負極材料的擴散係數會減小,鋰離子與電子的運動速度相應減慢,形成鋰枝晶的可能性更大。
得益于納米紫鎢電極材料的發現,可以有效解決鋰離子電池低溫性能差的問題。這是因為紫色氧化鎢納米粉末不僅是一種低維的材料,而且還有較大的孔隙率、較小的體積效應以及較強的電磁波吸收能力等特點。