铌钨氧化物电极或能实现电动车电池快充

盖世汽车讯 据外媒报道，化学家们用铌钨氧化物（niobium tungsten oxides，NTO）制作了锂离子电池电极（battery electrodes），铌钨氧化物的结晶结构或能实现电动车的电池快充，其中一种方式为：加速锂离子在锂电池电极内的进出速率，从而大幅缩短充电时间，化学家们需要提供纳米尺寸的活性颗粒物（active particles），从而缩短粒子的移动距离。不幸的是，该方式将导致材料的尺寸增大，增加成本并导致材料的不稳定。

英国剑桥大学的Clare Grey率旗下团队制作了两款材料Nb16W5O55和Nb18W16O93，其明洞结构（open tunnel structures）可确保电池充放电期间的材料稳定性，使锂离子的流动通畅。两款铌钨氧化物或可被用作阳极材料，用其替代常见的石墨材料，实现大型客车或有轨电车的快速充电。

爱尔兰科克大学材料科学家（materials scientist）Colm O’Dwyer表示：“相较于早前的材料，在特定条件下，铌钨氧化物晶体材料的膨胀率被分别限制在5.5%和2.9%。通常，阴极材料的膨胀率较高，而硅等阳极材料则例外，其膨胀率为200%-350%。因此，需要将实现其体积的纳米化，从而避免破碎（size reduction）。科研人员采用新结构可避免大面积的膨胀，主要利用其内在的各向异性（inbuilt anisotrophy）：某个方向上的扩张可被其他方向的收缩抵消。”

原子级的晶体化学（crystal chemistry）属性还能防止所存储的锂离子排序（ordering）及结构重组，从而在快速充放电情况下放缓锂离子的运动。

但Grey提醒道，这只是快充技术中的一环而已，务必对所有的电池部件进行优化，才能实现快充。为此，科研人员还需要设计整套基础设施。她补充道，若你的车载电池可在1分钟内完成快充，那么在充电前，还需要对家中的所有电路进行熔接（fuse）。

研究小组成员Kent Griffith表示：“若从重量角度看，相较于标准的锂离子电池，该材质所提升的电能似乎并不多，但这类电池应用通常都用于空间受限区域，相对于重量，空间因素更为重要。你不妨想象下，若某辆电动车的车载电池并不需要提供高动力输出或快速充电，是否可将其用作双部件系统（two component system）？这类材料可被用于加速及快充，为其他的轻量化石墨阳极提供功能上的增补。”（本文图片选自chemistryworld.com）