كيف يستخدم ثالث أكسيد التنجستن ثلاثي أكسيد التنجستن في البطاريات الخالية من الكوبالت؟

كواحدة من الموضوعات الساخنة الأخيرة، يمكن اعتبار البطاريات الخالية من الكوبالت ببساطة نسخة مطورة من بطاريات الليثيوم الثلاثية التجارية الحالية. ونظراً لكثافة الطاقة العالية وتكاليف الإنتاج المنخفضة، فإنها تحظى بشعبية بين العديد من مصنعي البطاريات. إذن، كيف يتم استخدام ثالث أكسيد التنغستن ثلاثي أكسيد التنغستن في البطاريات الخالية من الكوبالت ، باعتباره مادة شبه موصلة من النوع N من الفلزات الانتقالية النموذجية؟

كيف يُستخدم ثالث أكسيد التنغستن في البطاريات الخالية من الكوبالت؟

بالإضافة إلى استخدامه كمعدّل لمواد كاثود البطاريات الخالية من الكوبالت، يمكن أيضًا استخدام مسحوق ثالث أكسيد التنغستن ثلاثي أكسيد التنغستن فائق الدقة لإنتاج مواد أنود عالية الأداء.

فيما يتعلق بمواد الكاثود، لا يمكن أن يؤدي استخدام مسحوق ثالث أكسيد التنغستن إلى تقليل كمية معدن الكوبالت المستخدم فحسب، بل يمكن أيضًا أن يحسن بشكل فعال السعة المحددة والاستقرار الحراري للمنتج. فيما يتعلق بمواد القطب السالب، يمكن أن يؤدي استخدام مسحوق ثالث أكسيد التنغستن إلى تحسين أداء المعدل وأداء حركية تخزين الليثيوم لمواد القطب السالب المنتجة بشكل كبير.

وكما نعلم جميعًا، تكمن أكبر تكلفة لمركبات الطاقة الجديدة في بطاريات الطاقة. أما فيما يتعلق ببطارية الليثيوم الثلاثية التي تهيمن حاليًا على السوق، فإن الكوبالت الموجود فيها هو معدن نادر مهم جدًا. ومساحة توزيعه صغيرة وإنتاجه صغير، مما يجعل سعر الكوبالت أعلى نسبيًا مقارنة بالمعادن النادرة الأخرى لفترة طويلة، مما يزيد بشكل كبير من تكلفة إنتاج بطاريات الطاقة.

في فبراير 2020، اقترحت شركة Tesla مفهوم البطاريات الخالية من الكوبالت، مما دفع بإزالة الكوبالت إلى الواجهة، وظهرت حلول مختلفة خالية من الكوبالت تدريجياً في شركات بطاريات الطاقة.

نظرًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة، غالبًا ما تُستخدم جسيمات ثلاثي أكسيد التنغستن النانوية لتحل محل الكوبالت في بطاريات الليثيوم أيون. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن أكسيد التنغستن يتميز بخصائص المساحة النوعية الأكبر، والجاذبية النوعية الأعلى، والاستقرار الميكانيكي الجيد، مما يمكن أن يحسن بشكل كبير من كثافة الطاقة النوعية والاستقرار الحراري لمادة الكاثود.وهذا يعني أيضًا أن مادة القطب الموجب التي تحتوي على ثالث أكسيد التنجستن أقل عرضة للخضوع لتفاعلات كيميائية حرارية مع الإلكتروليت، مما يقلل من إمكانية حدوث ارتفاع حاد في الضغط الجزئي ودرجة الحرارة في البطارية.

من أجل زيادة تحسين أداء السعة ومعدل الشحن والتفريغ للبطارية الخالية من الكوبالت، أشار بعض الباحثين إلى أنه يمكن أيضًا استخدام مسحوق ثالث أكسيد التنجستن لتحضير مادة القطب السالب. ومع ذلك، تجدر الإشارة هنا إلى أنه من الأفضل دمج ثالث أكسيد التنجستن مع الجرافين (RGO)، والذي يمكن أن يحسن بشكل كبير الأداء الشامل لتخزين الليثيوم الكهروكيميائي للمواد المركبة.

ونظرًا للتأثير التآزري بين ثالث أكسيد التنغستن والجرافين، فإن السعة النوعية القابلة للانعكاس لمركبات WO3/RGO النانوية بمعدل 0.1C ليست فقط أفضل بكثير من سعة مونومرات WO3 وRGO بل أيضًا أكبر من مجموع سعة المونومرين.

بالإضافة إلى ذلك، تتمتع المركبات النانوية WO3/RGO أيضًا بأداء دورة مستقر وأداء معدل جيد. بعد 100 دورة بمعدل 0.1 درجة مئوية، تظل السعة النوعية القابلة للانعكاس عند 635 مللي أمبير/غرام، ومعدل الاحتفاظ بالقدرة 83.4%. وتحت معدل 5 درجات مئوية، يمكن أن تظل قدرتها القابلة للانعكاس 460 مللي أمبير/غرام، وهو أعلى بكثير من السعة النوعية النظرية (372 مللي أمبير/غرام) لمواد أنود الجرافيت المستخدمة في بطاريات الليثيوم التجارية.

يشير هذا أيضًا إلى التطبيق المحتمل للمادة المركبة ثلاثي أكسيد التنجستن/الجرافين المحضرة في جيل جديد من بطاريات الليثيوم أيون. بعد ذلك، قد يساعد التطوير القوي للبطاريات الخالية من الكوبالت في زيادة الطلب على ثلاثي أكسيد التنجستن.

الخاتمة

شكرًا لك على قراءة مقالنا ونأمل أن يساعدك في العثور على إجابة لسؤال كيف يتم استخدام ثالث أكسيد التنغستن في البطاريات الخالية من الكوبالت. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن ثالث أكسيد التنغستن ومنتجات التنغستن الأخرى، نود أن ننصحك بزيارة Stanford Advanced Materials (SAM ) لمزيد من المعلومات .

تُعد Stanford Advanced Materials (SAM) موردًا عالميًا لمنتجات التنجستن ولديها أكثر من عقدين من الخبرة في تصنيع وبيع التنجستنوسبائك التنجستن، حيث تقدم منتجات التنجستن عالية الجودة لتلبية احتياجات العملاء في مجال البحث والتطوير والإنتاج. وعلى هذا النحو، نحن واثقون من أن شركة SAM ستكون مورد منتجات التنجستن وشريكك التجاري المفضل لديك.