紫色氧化鎢緩解鋰枝晶問題

紫色氧化鎢是一種重要的N型半導體材料,良好的導電性能,使得它被廣泛地應用於在諸多領域中,比如儲能領域。紫鎢粒子可以專門用來作為鋰電負極材料的改性劑,以增加其化學活性物質與離子通道寬度,這樣一來,能有效緩解可充電電池鋰枝晶問題,在延長使用時間的同時,可以降低安全隱患。

紫色氧化鎢圖片

鋰枝晶是指樹突(一種微小、堅硬的樹狀結構,生長在鋰電池中)針狀突起的部分。枝晶和樹突都會對電池性能造成較大傷害,能夠穿透隔膜,就像雜草可以穿透水泥露臺或鋪好的道路一樣。另外,它們還會增加電解質與鋰之間的不良反應,加速電池失效。鋰金屬電池的能量密度比目前市場化的鋰離子電池更高,但是,由於樹突和枝晶的問題更為嚴重,所以在阻礙了鋰金屬電池大面積的普及與推廣。

鋰電池圖片

研究表明,鋰枝晶產生的原因是負極析鋰後,鋰金屬沿著隔膜空隙生長,接觸正極便形成了鋰枝晶,這意味著其的形成與負極的品質脫不了關係。一般來說,負極表面粗糙度越大,枝晶越容易形成;比表面積與孔隙率過小,枝晶更易生產;表面出現晶核後,接觸角θ越小,體相吉布斯自由能越大,所需的臨界過電勢就越小,更有利於枝晶的形成。

如今,有科學家在對現有的負極材料進行改性中發現,紫色氧化鎢粉末是一種能很好作為該電極的添加劑,因為它是一種低維度材料,顆粒尺寸非常小。

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