為了使純電動汽車、觸屏手機、智慧型機器人等有關電池產品能夠更好地適應長春冬季環境,它們最好是配備含有紫色氧化鎢超細顆粒的可充電電池作為電源。在這裡,紫色氧化鎢顆粒主要是作為製備鋰電池正極材料的功能性原料,得益於紫鎢具有良好的物理化學穩定性、較高的熔點與不易因溫度變化而發生明顯膨脹的特點,使得所製備的正極材料相對傳統正極來說擁有更高的安全係數。
安全係數(factor of safety)是工程結構設計方法中用以反映結構安全程度的係數。該數值的確定需要考慮荷載、材料的力學性能、試驗值和設計值與實際值的差別、計算模式和施工品質等各種不定性。
那對於鋰電池正極材料來說,是什麼決定了它的安全係數呢?
首先,正極材料用量。一般的正極材料鋰離子含量都會大於負極材料離子容量,目的是為了提高電池的功率特性和迴圈性能,但過多的鋰離子存儲於正極結構中,會明顯提高熱失控風險,當外部保護電路失靈或電池發生過充時,容易引發安全事故。
其次,過充。負極材料結構中已經充滿了鋰離子,再也沒有位置可容納更多離子,但正極中多餘的鋰離子仍然會在外加電壓的驅使下,向負極聚集,造成多數鋰離子在負極表面沉積,形成鋰單質結晶,久而久之,便會刺穿隔膜,造成內短路,給電池帶來燃爆風險。
最後,材料的熱穩定溫度越高,說明材料氧化能力越弱,材料越安全。
現今,為了提高鋰電池正極材料的安全性,生產者可以向其中加入過渡金屬紫色氧化鎢粉末。