紫色氧化鎢是一種極為典型的缺陷態(tài)過渡金屬氧化物,其憑藉著優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),成為了製備軍用鋰離子電池電極的理想原料。紫鎢顆粒因豐富的裂紋,而能儲儲存非常多的活性鋰離子,進而提高電極材料的比能量密度;紫鎢顆粒因有良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性能,而能防止產(chǎn)品因鋰離子頻繁脫出與嵌入而發(fā)生體積變形的可能。紫鎢顆粒因有特殊的電致變色和光致變色,而能顯著升高產(chǎn)品的抗高低溫性能。
總的來說,與普通蓄電池相比,含有紫色氧化鎢顆粒的軍用鋰離子電池?fù)碛懈L的續(xù)航時間與更高的安全性。那麼,接下來我們一起來瞭解一下氧化鎢的電致變色和光致變色機理。
A+為H、Na等陽離子,當(dāng)陽離子注入透明的WO3薄膜時,WO3的顏色由淡黃色變?yōu)樯钏{色,AxWO3是含WS+的鎢青銅。當(dāng)陽離子抽出薄膜時,薄膜又會變回原來的顏色。也就說W在W6+離子與W5+離子之間相互轉(zhuǎn)換,使其著色和退色。
除了電致變色外,加熱、光照等其他因素也可以使WO3發(fā)生變色。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在紫外線照射下,表面顏色也會發(fā)生變化。WO3是一種典型的光致變色器件,利用這一原理可以合成許多新型的光致變色器件,可用於資訊存儲原件,裝飾,防護包裝材料等。WO3在紫外光照照射下,光生空穴氧化薄膜或表面的還原物種,生成質(zhì)子H+注入到的薄膜內(nèi)部,使得WO3薄膜從透明變成藍色。