東芝研發出負極材料采用紫鎢的超高速充放電鋰電池

瑞稻

在不久前落幕的“2018年橫濱人車科技展”上，東芝材料展出一款負極材料使用紫色氧化鎢、可實現超快速充電的鋰離子電池，這種電池應用范圍從汽車、微型/輕度混合動力火車、電梯、不間斷電源UPS到大電流電源，應用優勢明顯，覆蓋范圍廣泛。

作為鋰離子電池技術領域的先驅者，新型電池材料極有可能正式進入商用，這或許將使氧化鎢的需求市場進一步擴大。

據了解，東芝材料所開發氧化鎢粉末作為新電池設備的電極材料，因為氧化鎢有助于電子傳導性和鋰離子擴散，實現超快速充放電。這種材料可以構建高功率密度的電池器件，從而實現更小，更輕的器件。

更具體的細節是，東芝所研發的是一種稱為WO2.72的粉末材料，也是被我們業界所稱之為紫色氧化鎢的材料。

紫色氧化鎢是氧化鎢的一種，其外觀為紫色細碎晶體狀粉末，是我國近些年開發出來的氧化鎢產品，其相成分為W18O49，由于其具有最大的中孔體積，最小的微孔體積，最窄的孔徑分布，最小的分數維數、最大的平均孔徑和比表面積，是制取超細鎢粉或納米鎢粉、光催化材料、石油催化劑、微電子集成電路板的優選材料。

紫色氧化鎢的制備工藝主要有APT濕氫直接還原法、鎢酸氫還原法、APTan氣輕度還原法等。但東芝并沒有介紹他們的紫色氧化鎢制取工藝。

據東芝材料的官網介紹，紫色氧化鎢具有非常高的化學活性，可以增強電子傳導性。由于該材料內阻小，而且具備優異的鋰離子擴散性，采用紫色氧化鎢作為電池負極可以實現大電流的充放電。特別是低溫環境下放電特性優異，并且即使在-40℃下依然具備等于或高于雙層電容器(EDLC)放電特性的速率特性。而在此前，鋰離子二次電池和鋰離子電容器在低溫下的速率特性一直是未解決的課題。

該電池的特點是功率密度和能量密度都可以提高到雙層電容器的2到3倍。與旨在提高EDLC能量密度的鋰離子電容器相比，能量密度也得到了提升。

在電容器領域，鋰離子二次電池由于輸出功率不足而且開發困難，所以不適合高輸出用途領域，而這一電池的開發將使得高輸出功率用途領域使用電池成為可能。

作為鋰離子電池界的技術龍頭企業，東芝公司在展會上展出示其新研制的樣品電池后，希望能將該新成果作為電池材料供應給其它電池制造商，商用潛力十分巨大。若得以推廣，鎢材料將不再只是鋰離子電池制造領域的旁觀者。