Comment le trioxyde de tungstène est-il utilisé dans les piles sans cobalt ?
Les batteries sans cobalt, l'un des sujets d'actualité les plus récents, peuvent simplement être considérées comme une version améliorée des batteries ternaires au lithium actuellement disponibles sur le marché. En raison de leur densité énergétique plus élevée et de leurs coûts de production plus faibles, elles sont populaires auprès de nombreux fabricants de batteries. En tant que matériau semi-conducteur de type N typique des métaux de transition, comment le trioxyde de tungstène est-il utilisé dans les batteries sans cobalt ?
Comment le trioxyde de tungstène est-il utilisé dans les batteries sans cobalt ?
En plus d'être utilisée comme modificateur des matériaux de cathode des batteries sans cobalt, la poudre ultrafine de trioxyde de tungstène peut également être utilisée pour produire des matériaux d'anode à haute performance.
En ce qui concerne les matériaux de cathode, l'utilisation de poudre de trioxyde de tungstène peut non seulement réduire la quantité de cobalt métal utilisée, mais aussi améliorer efficacement la capacité spécifique et la stabilité thermique du produit. En ce qui concerne les matériaux d'électrode négative, l'utilisation de poudre de trioxyde de tungstène peut améliorer de manière significative le taux de performance et la cinétique de stockage du lithium des matériaux d'électrode négative produits.
Comme nous le savons tous, le coût le plus important des véhicules à énergie nouvelle réside dans les batteries d'alimentation. En ce qui concerne la batterie ternaire au lithium qui domine actuellement le marché, le cobalt qu'elle contient est un métal rare très important. Sa zone de distribution est petite et sa production est faible, ce qui fait que le prix du cobalt est relativement plus élevé que celui des autres métaux rares depuis longtemps, ce qui augmente considérablement le coût de production des batteries d'énergie.
En février 2020, Tesla a proposé le concept de batteries sans cobalt, ce qui a propulsé l'élimination du cobalt sur le devant de la scène, et diverses solutions sans cobalt sont progressivement apparues dans les entreprises de batteries électriques.
En raison de leurs propriétés physiques et chimiques uniques, les nanoparticules de trioxyde de tungstène sont souvent utilisées pour remplacer le cobalt dans les batteries lithium-ion, principalement parce que l'oxyde de tungstène présente les caractéristiques suivantes : une surface spécifique plus grande, une gravité spécifique plus élevée et une bonne stabilité mécanique, ce qui peut améliorer considérablement la densité d'énergie spécifique et la stabilité thermique du matériau de la cathode.Cela signifie également que le matériau de l'électrode positive contenant du trioxyde de tungstène est moins susceptible de subir des réactions thermochimiques avec l'électrolyte, ce qui réduit la possibilité d'une forte augmentation de la pression partielle et de la température dans la batterie.
Afin d'améliorer encore la capacité et le taux de charge-décharge de la batterie sans cobalt, certains chercheurs ont indiqué que la poudre de trioxyde de tungstène peut également être utilisée pour préparer le matériau de l'électrode négative. Toutefois, il convient de noter ici que le trioxyde de tungstène est mieux combiné avec le graphène (RGO), qui peut améliorer de manière significative la performance globale du stockage électrochimique du lithium des matériaux composites.
En raison de l'effet synergique entre le trioxyde de tungstène et le graphène, la capacité spécifique réversible des nanocomposites WO3/RGO à un taux de 0,1C est non seulement bien meilleure que celle des monomères WO3 et RGO, mais aussi supérieure à la somme des capacités des deux monomères.
En outre, les nanocomposites WO3/RGO présentent également des performances stables en termes de cycles et de taux. Après 100 cycles à un taux de 0,1C, la capacité spécifique réversible reste à 635mA/g, et le taux de rétention de la capacité est de 83,4%. À un taux de 5C, sa capacité réversible peut encore maintenir 460mA/g, ce qui est beaucoup plus élevé que la capacité spécifique théorique (372mA/g) des matériaux d'anode en graphite utilisés dans les batteries au lithium commerciales.
Cela indique également l'application potentielle du matériau composite trioxyde de tungstène/graphène préparé dans une nouvelle génération de batteries lithium-ion. Ensuite, le développement vigoureux des batteries sans cobalt pourrait contribuer à augmenter la demande de trioxyde de tungstène.
Conclusion
Nous vous remercions d'avoir lu notre article et nous espérons qu'il vous aidera à trouver la réponse à la question de savoir comment le trioxyde de tungstène est utilisé dans les batteries sans cobalt. Si vous souhaitez en savoir plus sur le trioxyde de tungstène et d'autres produits à base de tungstène, nous vous conseillons de visiter le site de Stanford Advanced Materials (SAM ) pour plus d'informations.
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