英國(guó)劍橋大校研究人員在最新一期《自然》雜志上撰文指出，鈮鎢氧化物擁有更高的鋰通過(guò)速度，可用于研制更快速充電的電池，而且，該氧化物的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)行為有助于科研人員深入了解如何構(gòu)建安全的超快速充電電池。

在尋找新電極材料時(shí)，研究人員通常嘗試使材料顆粒變得更小，但制造含有納米粒子的實(shí)用電池很困難，因?yàn)殡娊庖簳?huì)產(chǎn)生更多不必要的化學(xué)反應(yīng)，電池的使用壽命不長(zhǎng)，而且制造成本也很高。最新研究中所使用的鈮鎢氧化物具有堅(jiān)硬而開(kāi)放的結(jié)構(gòu)，其不捕獲插入的鋰，并且粒子的大小比許多其它電極材料更大。

文章第一作者、劍橋大學(xué)化學(xué)系博士后研究員肯特·格里菲斯解釋說(shuō)：“許多電池材料都基于相同的兩個(gè)或三個(gè)晶體結(jié)構(gòu)，但這些鈮鎢氧化物并不相同。氧化物通過(guò)氧氣‘支柱’保持打開(kāi)，使鋰離子能以三維方式穿過(guò)它們，這意味著更多的鋰離子可以穿過(guò)，且速度更快。測(cè)量結(jié)果也顯示，鋰離子通過(guò)氧化物的速度比在典型電極材料中通過(guò)快幾個(gè)數(shù)量級(jí)?！?/p>

除了高鋰遷移率外，鈮鎢氧化物也易于制造。格里菲斯說(shuō)：“許多納米粒子結(jié)構(gòu)需要多個(gè)步驟來(lái)合成，但這些氧化物很容易制造，不需要額外的化學(xué)品或溶劑?！?/p>

目前鋰離子電池中的負(fù)極大多數(shù)都由石墨制成，石墨具有高能量密度。

當(dāng)然另一方面，當(dāng)石墨負(fù)極鋰離子電池以高倍率充電時(shí)，往往會(huì)形成被稱為“枝晶”的細(xì)長(zhǎng)鋰金屬纖維，這會(huì)造成電池短路并導(dǎo)致著火，甚至發(fā)生爆炸。

研究人員表示，在高倍率應(yīng)用時(shí)，安全性比其它任何操作環(huán)境都重要。對(duì)于需要更安全的石墨替代品的快速充電應(yīng)用而言，鈮鎢氧化物值得關(guān)注。

（《科技日?qǐng)?bào)》）