在新能源汽车生产中,采用含有三氧化钨的锂电负极材料能为动力电池提供能量,提高汽车性价比。
就新能源汽车行业而言,电池部分是三电技术中的核心。专业人员指出,在锂电负极材料生产过程中,向其加入纳米三氧化钨,能使电池有较高的性价比,进而提高新能源汽车在国际上的竞争力。之所以采用纳米氧化钨颗粒为锂电负极材料,是因为三氧化钨有较高的能量密度和低价格的优势。
材料名称:纳米三氧化钨
英文名称:Tungsten trioxide nanoparticles
中文名称:三氧化钨;中文别名包括钨酸酐、氧化钨(VI)
分子式:WO3
外观: 黄色
粒径:50nm
纯度:99.9%
CAS#: 1314-35-8
二、物理性质
不溶于水:纳米三氧化钨不溶于水。
溶于碱:可以溶于热碱。
微溶于酸:部分资料指出其微溶于酸,但也有资料表明它不溶于酸而微溶于氢氟酸(HF)。
熔点与沸点:熔点为1472℃,沸点约为1730℃。
密度:约7.16g/cm³
比表面积:纳米级三氧化钨具有较高的比表面积,如10-20m²/g(针对50nm粒径的纳米颗粒)。
粒径:纳米级,常见粒径范围为30-300nm。
三、晶体结构
三氧化钨的晶体结构随温度变化而变化:
在740°C以上为四方晶系。
在330-740°C为正交晶系。
在17-330°C为单斜晶系。
在-50-17°C为三斜晶系。
单斜结构最常见,其空间群为P21/n。
四、化学性质
半导体性能:纳米三氧化钨是间接带隙半导体材料,禁带宽度为2.5-3.5eV。
电学性能:具有一定的导电性,电导率可通过外部条件(如温度、气氛等)进行调控。
化学活性:表面原子比例大,活性位点多,能与多种物质发生化学反应。
五、制备方法
纳米三氧化钨的制备方法主要包括固相法、液相法及气相法。其中,液相法较为常见且应用广泛。
六、应用领域
光催化:纳米三氧化钨在光催化领域表现出色,可用于分解水制氢、降解有机污染物等。
传感器:由于其优良的气敏性能,纳米三氧化钨被广泛应用于气体传感器,用于检测空气中的有害气体。
太阳能电池:作为n型半导体材料,纳米三氧化钨在太阳能电池中发挥重要作用,提高光电转换效率。
电化学能源存储:在超级电容器和燃料电池中,纳米三氧化钨因其良好的导电性和稳定性而被广泛应用。
智能窗和建筑玻璃:纳米三氧化钨薄膜的光致变色特性可用于智能窗和建筑玻璃,实现颜色变换和节能效果。
纳米三氧化钨是一种特殊的无机N型半导体材料,能用来制备高性价比的电极材料,即所制得的快充锂电池不仅有较高的电化学性能,还有较低的生产成本。含有纳米黄钨粉末的锂电池相较于市场化同类电池而言有着更为广阔的用途,可为新能源汽车、电动工具、触屏手机、笔记本电脑等设备提供充足的能量。
纳米三氧化钨是一款特种电极材料,电导率较大,介电常数高,理论容量达693mAh/g,有优异的电致变色性能。而且相对于其他过渡金属氧化物来讲,WO3在锂离子电池中作为负极材料还有许多优点:钨是最高价态,稳定性好,安全性能高;WO3是一种良性半导体,此外还有价格低廉、储量丰富、无毒等优点。