¿Cómo se utiliza el trióxido de tungsteno en las baterías sin cobalto?
Las baterías sin cobalto, uno de los temas más candentes de los últimos tiempos, pueden considerarse una versión mejorada de las actuales baterías comerciales ternarias de litio. Debido a su mayor densidad energética y menores costes de producción, son muy populares entre muchos fabricantes de baterías. Así pues, como típico material semiconductor de tipo N de metal de transición, ¿cómo se utiliza el trióxido de tungsteno en las baterías sin cobalto?
¿Cómo se utiliza el trióxido de volframio en las baterías sin cobalto?
Además de utilizarse como modificador de los materiales catódicos de las pilas sin cobalto, el polvo ultrafino de trióxido de volframio también puede emplearse para producir materiales anódicos de alto rendimiento.
En términos de materiales catódicos, el uso de polvo de trióxido de tungsteno no sólo puede reducir la cantidad de metal de cobalto utilizado, sino también mejorar eficazmente la capacidad específica y la estabilidad térmica del producto. En términos de materiales de electrodos negativos, el uso de polvo de trióxido de tungsteno puede mejorar significativamente el rendimiento de la tasa y el rendimiento cinético de almacenamiento de litio de los materiales de electrodos negativos producidos.
Como todos sabemos, el mayor coste de los vehículos de nueva energía reside en las baterías. En cuanto a la batería ternaria de litio que domina actualmente el mercado, el cobalto que contiene es un metal raro muy importante. Su área de distribución es pequeña y la producción es reducida, lo que hace que el precio del cobalto sea relativamente más alto en comparación con otros metales raros durante mucho tiempo, lo que incrementa enormemente el coste de producción de las baterías de potencia.
En febrero de 2020, Tesla propuso el concepto de baterías sin cobalto, lo que empujó la eliminación del cobalto a la vanguardia, y varias soluciones sin cobalto aparecieron gradualmente en las empresas de baterías de energía.
Debido a sus propiedades físicas y químicas únicas, las nanopartículas de trióxido de tungsteno se utilizan a menudo para sustituir al cobalto en las baterías de iones de litio. Esto se debe principalmente a que el óxido de tungsteno tiene las características de una mayor área específica, mayor gravedad específica y buena estabilidad mecánica, lo que puede mejorar significativamente la densidad de energía específica y la estabilidad térmica del material del cátodo.Esto también significa que es menos probable que el material del electrodo positivo que contiene trióxido de wolframio sufra reacciones termoquímicas con el electrolito, reduciendo así la posibilidad de un aumento brusco de la presión parcial y la temperatura en la batería.
Con el fin de mejorar aún más la capacidad y el rendimiento de la tasa de carga-descarga de la batería sin cobalto, algunos investigadores han indicado que el trióxido de tungsteno en polvo también se puede utilizar para preparar el material del electrodo negativo. Sin embargo, cabe señalar aquí que el trióxido de tungsteno se combina mejor con grafeno (RGO), que puede mejorar significativamente el rendimiento global del almacenamiento electroquímico de litio de los materiales compuestos.
Debido al efecto sinérgico entre el trióxido de wolframio y el grafeno, la capacidad específica reversible de los nanocompuestos WO3/RGO a una tasa de 0,1C no sólo es mucho mejor que la de los monómeros WO3 y RGO, sino también mayor que la suma de las capacidades de los dos monómeros.
Además, los nanocompuestos de WO3/RGO también presentan un rendimiento estable en ciclos y un buen rendimiento en tasas. Tras 100 ciclos a una tasa de 0,1C, la capacidad específica reversible se mantiene en 635mA/g, y la tasa de retención de capacidad es del 83,4%. A una tasa de 5C, su capacidad reversible todavía puede mantener 460mA/g, que es mucho mayor que la capacidad específica teórica (372mA/g) de los materiales de ánodo de grafito utilizados en las baterías de litio comerciales.
Esto también indica la potencial aplicación del material compuesto de trióxido de tungsteno/grafeno preparado en una nueva generación de baterías de iones de litio. Además, el vigoroso desarrollo de las baterías sin cobalto puede ayudar a aumentar aún más la demanda de trióxido de tungsteno.
Conclusión
Gracias por leer nuestro artículo y esperamos que pueda ayudarle a encontrar la respuesta a la pregunta de cómo se utiliza el trióxido de tungsteno en las baterías sin cobalto. Si desea obtener más información sobre el trióxido de tungsteno y otros productos de tungsteno, le recomendamos que visite Stanford Advanced Materials (SAM ) .
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