下一代鋰離子電池負極材料:納米氧化鎢基材料

2020-12-14 全國能源信息平臺

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雖然目前主要使用石墨作為商業化鋰離子電池的負極材料，但是，納米氧化鎢基材料已經躋身成為下一代鋰離子電池負極材料領域研究的熱點。

寧德時代，在上市兩年後，坐上了創業板「一哥」的位置。7月7日，寧德時代的總市值達到了4317億。

此前，可能很多人不清楚寧德時代是做什麼的，不過，在這之後，必然會有更多的人知道：寧德時代已經成為了中國動力電池的名片，是中國動力電池的代表企業，也是中國汽車產業裡極少擁有話語權的供應商，還是世界四大具備國際競爭力的動力電池企業之一。其他三家分別是LG化學、三星SDI、松下。在動力電池的賽道上，這四家企業佔全球裝機量的60%以上。

寧德時代主營業務包含動力鋰離子電池、儲能鋰離子電池等，並通過參股方式布局鎳礦、鋰礦資源，在鋰離子電池領域形成一體化產業鏈。

要說，動力電池也真不愧是新能源電動汽車的「心臟」——在整車成本中佔三至四成的比例。所以，也難怪動力電池是潛在市場達到數千億元的新興產業。

說到動力鋰離子電池，它可是當下能源領域研究的熱點之一。因為，與鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等電池相比，鋰離子電池具有較小的體積、較高的能量密度、無記憶效應、較長的使用壽命等特點，而且，它還具有環保特性，符合綠色發展理念。

同時，也會有很多人想到，鋰離子電池的關鍵組成部分之一——負極材料。負極材料的好壞直接影響到鋰離子電池的整體性能，因為它的作用是，在充放電過程中，實現鋰離子的嵌入和脫出（充電時，鋰離子嵌入；放電時，鋰離子脫出。）。

石墨和改性石墨是目前已經商用的鋰離子電池負極材料。雖然目前主要使用石墨作為商業化鋰離子電池的負極材料，但是，不可否認的是，它使鋰離子電池的發展受到了相應的限制，因為它的缺陷是比容量低（理論容量僅為372 mAh/g）、倍率性能差。

所以，正處在研發階段的鋰離子電池負極材料有很多種，如，過渡金屬氧化物中的納米氧化鎢基材料——下一代鋰離子電池負極材料領域研究的熱點。這是因為納米氧化鎢基材料等過渡金屬氧化物具有價格相對低廉、來源廣泛且比容量大等優勢。例如，紫色氧化鎢納米粉末就可以讓鋰離子電池實現超快速充放電，因為它有助於電子傳導性和鋰離子擴散。不過，由於過度金屬氧化物在鋰離子脫出與嵌入的過程中體積變化較大，容易導致電極破裂，電極材料與集流體分離，使電池的使用壽命降低。因此，如果要將其商業化，必然得解決壽命問題。等將來，這個問題解決了，納米氧化鎢材料的市場將進一步擴大。目前，納米氧化鎢，作為一種功能材料，已經被用於生產光催化材料（降解有機汙染物等）、石油催化劑、電致變色材料（智能玻璃）、氣敏材料（氣敏傳感器）等用途。

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