코발트가 없는 배터리에 삼산화텅스텐은 어떻게 사용되나요?

최근 화두 중 하나인 무코발트 배터리는 단순히 현재 상용 삼원계 리튬 배터리의 업그레이드 버전으로 간주할 수 있습니다. 에너지 밀도가 높고 생산 비용이 낮기 때문에 많은 배터리 제조업체들 사이에서 인기가 높습니다. 그렇다면 대표적인 전이 금속 N형 반도체 소재인 삼산화 텅스텐은 코발트 프리 배터리에 어떻게 사용되나요?

코발트가 없는 배터리에 삼산화텅스텐은 어떻게 사용되나요?

코발트가 없는 배터리 양극 재료의 개질제로 사용되는 것 외에도 초미세 삼산화 텅스텐 분말은 고성능 양극 재료를 생산하는 데 사용될 수 있습니다.

양극 재료 측면에서 삼산화 텅스텐 분말을 사용하면 사용되는 코발트 금속의 양을 줄일 수있을뿐만 아니라 제품의 비 용량과 열 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 음극 재료 측면에서 삼산화 텅스텐 분말을 사용하면 생산 된 음극 재료의 속도 성능과 리튬 저장 동력학 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

우리 모두 알다시피, 새로운 에너지 차량의 가장 큰 비용은 전원 배터리에 있습니다. 현재 시장을 지배하고 있는 삼원계 리튬 배터리의 경우, 그 안에 포함된 코발트는 매우 중요한 희귀 금속입니다. 분포 면적이 작고 생산량이 적어 코발트 가격이 다른 희귀 금속에 비해 상대적으로 높아 오랫동안 전력 배터리의 생산 비용이 크게 증가했습니다.

2020년 2월, 테슬라는 코발트 무함유 배터리 개념을 제안하여 코발트 제거를 전면에 내세웠고, 점차 다양한 코발트 무함유 솔루션이 전력 배터리 회사에서 등장했습니다.

독특한 물리적 및 화학적 특성으로 인해 삼산화 텅스텐 나노 입자는 종종 리튬 이온 배터리의 코발트를 대체하는 데 사용됩니다. 이는 주로 산화 텅스텐이 더 큰 비 면적, 더 높은 비중 및 우수한 기계적 안정성의 특성을 가지고있어 음극 재료의 비 에너지 밀도와 열 안정성을 크게 향상시킬 수 있기 때문입니다.이는 또한 삼산화 텅스텐을 포함하는 양극 재료가 전해질과 열화학 반응을 일으킬 가능성이 적어 배터리의 분압과 온도가 급격히 상승할 가능성을 줄인다는 것을 의미합니다.

코발트가없는 배터리의 용량 및 충 방전 속도 성능을 더욱 향상시키기 위해 일부 연구자들은 삼산화 텅스텐 분말을 사용하여 음극 재료를 제조 할 수도 있다고 지적했습니다. 그러나 삼산화 텅스텐은 복합 재료의 전기 화학 리튬 저장의 포괄적 인 성능을 크게 향상시킬 수있는 그래 핀 (RGO)과 결합하는 것이 가장 좋다는 점에 유의해야합니다.

삼산화 텅스텐과 그래핀의 시너지 효과로 인해 0.1C 속도에서 WO3/RGO 나노 복합체의 가역적 비 용량은 WO3 및 RGO 모노머보다 훨씬 우수할 뿐만 아니라 두 모노머의 용량을 합친 것보다도 더 큽니다.

또한 WO3/RGO 나노 복합체는 안정적인 사이클 성능과 우수한 속도 성능을 가지고 있습니다. 0.1C 속도에서 100 사이클 후 가역 비 용량은 635mA/g으로 유지되고 용량 유지율은 83.4%입니다. 5C 속도에서도 가역 용량은 여전히 460mA/g을 유지할 수 있으며, 이는 상용 리튬 배터리에 사용되는 흑연 양극 재료의 이론적 비 용량(372mA/g)보다 훨씬 높습니다.

이는 또한 차세대 리튬 이온 배터리에 준비된 삼산화 텅스텐/그래핀 복합 재료의 잠재적 응용 가능성을 나타냅니다. 다음으로, 코발트가 없는 배터리의 활발한 개발은 삼산화 텅스텐의 수요를 더욱 증가시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

결론

이 기사를 읽어 주셔서 감사드리며 코발트가 없는 배터리에 삼산화 텅스텐이 어떻게 사용되는지에 대한 질문에 대한 답을 찾는 데 도움이 되길 바랍니다. 삼산화 텅스텐 및 기타 텅스텐 제품에 대해 더 자세히 알고 싶으시다면 스탠포드 어드밴스드 머티리얼즈(Stanford Advanced Materials, SAM)를 방문하여 자세한 정보를 확인하시기 바랍니다.

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