東芝研發紫色氧化鎢負極超高速充放電鋰電池

來自專欄鋰離子動力電池磚家

在之前落幕不久的「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。這種電池應用範圍從汽車、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，覆蓋範圍廣泛。作為鋰離子電池技術領域的先驅者，該電池一旦正式進入商用，將有可能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，因為氧化鎢有助於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，由於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，是製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。

紫色氧化鎢的製備工藝主要有APT濕氫直接還原法、鎢酸氫還原法、APT氨氣輕度還原法等。但東芝並沒有介紹他們的紫色氧化鎢製取工藝。據公司東芝材料的官網介紹，紫色氧化鎢具有非常高的化學活性，可此增強電子傳導性。由於該材料內阻小，而且具備優異的Li離子擴散性，採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，並且即使在-40℃下依然具備等於或高於雙層電容器（EDLC）放電特性的速率特性。而在此前，Li離子二次電池和Li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，Li離子二次電池由於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製的樣品電池後，希望能將該新成果作為電池材料供應給其它電池製造商。可以預見，若得以推廣，在未來的鋰離子電池領域，鎢材料將不再只是旁觀者。

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