禁帶寬度適中的紫色氧化鎢納米粉體可以用來製備新型鋰電負極材料,進而使之的化學擴散係數得以增大,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。對於在低溫環境中工作的電池來說,其負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,即充電時間延長與迴圈性能減低,提高相關設備的使用率。
那麼什麼是擴散係數呢?擴散是指物質從高濃度向低濃度處傳輸,致使濃度向均一化方向發展的現象。擴散係數是指單位濃度梯度作用下粒子的擴散傳質速度(Di),其計算公式為Di=kT/(6Πriη),式中ri為粒子的有效半徑;η介質粘度係數,可根據T、η估算Di。
擴散係數又分為三種:(1)固相擴散:固體內的擴散基本上是借助於缺陷由原子或離子的布朗運動所引起的;(2)自擴散係數:在離子晶體中,陽離子和陰離子分別在各自的活動範圍內作布朗運動,表示該種運動活潑性的擴散係數;(3)化學擴散係數:擴散過程伴隨固相反應,此時擴散係數具有反應速度常數的含義。
低溫鋰電負極材料的擴散係數主要是指化學擴散係數,意義有以下幾點:鋰的嵌入或脫嵌反應,其固相反應過程為緩慢過程,成為控制步驟;擴散速度決定反應速度;擴散係數越大,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。