第I部分 电池、钨、钼和稀土的介绍
2.3 磷酸铁锂电池
2.4 三元电池
2.5 钴酸锂电池
2.6 锰酸锂电池
2.7 无钴电池
2.8 锂硫电池
2.9 钠离子电池
2.10 锌离子电池
2.11 镍氢电池
2.12 燃料电池
2.13 太阳能电池
3.1 电池的主要性能
3.2 电池性能的检测
4.1 交通工具用蓄电池
4.2 电子产品用蓄电池
4.3 智能家电用蓄电池
4.4 航空器用蓄电池
4.5 电力系统用蓄电池
4.6 医疗设备用蓄电池
4.7 电动工具用蓄电池
4.8 农业设备用蓄电池
5.1 什么是钨酸
5.2 什么是氧化钨
5.3 什么是黄色氧化钨
5.4 什么是紫色氧化钨
5.5 什么是二氧化钨
5.6 什么是铌钨氧化物
5.7 什么是氮化钨
5.8 什么是硼化钨
5.9 什么是二硫化钨
5.10 什么是二硒化钨
5.11 什么是钨酸盐
6.1 纳米钨酸在锂离子电池中的应用
6.2 纳米黄色氧化钨在锂离子电池中的应用
6.3 纳米紫色氧化钨在锂离子电池中的应用
6.4 二氧化钨在锂离子电池中的应用
6.5 铌钨氧化物在锂离子电池中的应用
6.6 氮化钨在锂离子电池中的应用
6.7 二硫化钨在磷酸铁锂中的应用
6.8 钨酸钠在锂离子电池中的应用
6.9 钨酸锌在锂离子电池中的应用
6.10 钨酸锂在锂离子电池中的应用
7.1 氧化钨在锂硫电池中的应用
7.2 二硫化钨在锂硫电池中的应用
7.3 二硒化钨在锂硫电池中的应用
7.4 氮化钨在锂硫电池中的应用
8.1 氧化钨在钠离子电池中的应用
8.2 二硫化钨在钠离子电池中的应用
8.3 二硒化钨在钠离子电池中的应用
8.4 纳米钨酸在钠离子电池中的应用
8.5 氮化钨在钠离子电池中的应用
8.6 钨酸钠在钠离子电池中的应用
8.7 钨酸锌在钠离子电池中的应用
9.1 氧化钨在锌空电池中的应用
9.2 二硫化钨在锌空电池中的应用
9.3 钨酸钴在锌空电池中的应用
10.1 氧化钨在燃料电池中的应用
10.2 二硫化钨燃料电池中的应用
10.3 磷钨酸燃料电池中的应用
10.4 燃料电池用氢钼钨青铜
10.5 燃料电池用碳化钨粉末
11.1 氧化钨在太阳能电池中的应用
11.2 二硫化钨在太阳能电池中的应用
11.3 二硒化钨在太阳能电池中的应用
11.4 钨酸镉在太阳能电池中的应用
12.1 纳米钨酸在电池中的技术挑战与解决方法
12.2 纳米三氧化钨在电池中的技术挑战与解决方法
12.3 纳米紫色氧化在电池中的技术挑战与解决方法
12.4 铌钨氧化物在电池中的技术挑战与解决方法
12.5 纳米二硫化钨在电池中的技术挑战与解决方法
12.6 纳米二硒化钨在电池中的技术挑战与解决方法
12.7 纳米氮化钨在电池中的技术挑战与解决方法
14.1 钨在电池中的潜在价值
14.2 钨在电池中的应用前景
16.1 氧化钼在锂离子电池中的应用
16.2 氮化钼在锂离子电池中的应用
16.3 二硫化钼在锂离子电池中的应用
16.4 二硒化钼在锂离子电池中的应用
16.5 钼酸锂在锂离子电池中的应用
16.6 钼酸铁在锂离子电池中的应用
16.7 钼酸铜在锂离子电池中的应用
16.8 钼酸镍在锂离子电池中的应用
17.1 碳化钼在锂硫电池中的应用
17.2 氮化钼在锂硫电池中的应用
17.3 二硫化钼在锂硫电池中的应用
17.4 三硫化钼在锂硫电池中的应用
17.5 二硒化钼在锂硫电池中的应用
18.1 氧化钼在钠离子电池中的应用
18.2 二硫化钼在钠离子电池中的应用
18.3 二硒化钼在钠离子电池中的应用
18.4 钼酸锂在钠离子电池中的应用
18.5 钼酸铁在钠离子电池中的应用
18.6 钼酸镍在钠离子电池中的应用
19.1 氧化钼在锌离子电池中的应用
19.2 二硫化钼在锌离子电池中的应用
19.3 钼钒氧化物在锌离子电池中的应用
19.4 钼酸锌在锌离子电池中的应用
20.1金属钼在燃料电池中的应用
20.2 三氧化钼纳米线在燃料电池中的应用
20.3 碳化钼在燃料电池中的应用
20.4 氮化钼在燃料电池中的应用
20.5 磷钼酸在燃料电池中的应用
20.6 钼酸镧在燃料电池中的应用
20.7 镍钼合金在燃料电池中的应用
20.8 铂铜钼三元合金在燃料电池中的应用
21.1 硫化钼在太阳能电池中的应用
21.2 硒化钼在太阳能电池中的应用
21.3 钼酸锌在太阳能电池中的应用
22.1 氧化钼在电池中的挑战与解决方案
22.2 碳化钼在电池中的挑战与解决方案
22.3 氮化钼在电池中的挑战与解决方案
22.4 二硫化钼在电池中的挑战与解决方案
22.5 二硒化钼在电池中的挑战与解决方案
22.6 钼酸盐在电池中的挑战与解决方案
25.1 镧元素
25.2 铈元素
25.3 镨元素
25.4 钕元素
25.5 钐元素
25.6 铕元素
25.7 钆元素
25.8 钬元素
25.9 铥元素
25.10 镱元素
25.11 镥元素
25.12 钇元素
25.13 钪元素
第二十六章 稀土元素在锂离子电池中的应用
27.1 镧元素在钠离子电池中的应用
27.2 铈元素在钠离子电池中的应用
27.3 钐元素在钠离子电池中的应用
27.4 铕元素在钠离子电池中的应用
27.5 钆元素在钠离子电池中的应用
27.6 钬元素在钠离子电池中的应用
27.7 铥元素在钠离子电池中的应用
27.8 镱元素在钠离子电池中的应用
27.9 镥元素在钠离子电池中的应用
27.10 钇元素在钠离子电池中的应用
27.11钪元素在钠离子电池中的应用
28.1 镧元素在镍氢电池中的应用
28.2 铈元素在镍氢电池中的应用
28.3 镨元素在镍氢电池中的应用
28.4 钕元素在镍氢电池中的应用
28.5 钐元素在镍氢电池中的应用
28.6 铕元素在镍氢电池中的应用
28.7 钆元素在镍氢电池中的应用
28.8 铽元素在镍氢电池中的应用
28.9 镝元素在镍氢电池中的应用
28.10 铒元素在镍氢电池中的应用
29.1 镧元素在太阳能电池中的应用
29.2 铈元素在太阳能电池中的应用
29.3 镨元素在太阳能电池中的应用
29.4 钕元素在太阳能电池中的应用
29.5 铕元素在太阳能电池中的应用
29.6 钆元素在太阳能电池中的应用
29.7 铽元素在太阳能电池中的应用
29.8 镝元素在太阳能电池中的应用
29.9 钇元素在太阳能电池中的应用
29.10 钪元素在太阳能电池中的应用
30.1 镧元素在燃料电池中的应用
30.2 铈元素在燃料电池中的应用
30.3 镨元素在燃料电池中的应用
30.4 钕元素在燃料电池中的应用
30.5 铕元素在燃料电池中的应用
30.6 铽元素在燃料电池中的应用
30.7 镝元素在燃料电池中的应用
30.8 钇元素在燃料电池中的应用
30.9 钪元素在燃料电池中的应用
31.1 镧元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.2 铈元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.3 镨元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.4 钕元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.5 钐元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.6 铕元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.7 钆元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.8 铽元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.9 镝元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.10 钬元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.11 铒元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.12 铥元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.13 镱元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.14 镥元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.15 钇元素在电池中的技术挑战与解决方法
31.16 钪元素在电池中的技术挑战与解决方法
第十四章 钨在电池中的潜在价值与应用前景
钨基电池，特别是钨基锂离子电池，其应用前景被广泛看好，主要基于钨基材料负极所展现出的优越性能，具有较高的比容量、安全性和较长的循环寿命。
电动汽车：随着新能源汽车产业的蓬勃发展，对高性能电池的需求日益增长。钨基电池因其高能量密度、长寿命和高安全性，有望成为电动汽车领域的理想选择。
自动化设备：在智能制造和自动化领域，电池的性能直接影响到设备的运行效率和稳定性。钨基电池的长寿命和高安全性使其成为这些设备的优选电源。
消费电子产品：随着消费者对电子产品续航能力和安全性的要求不断提高，钨基电池在智能手机、平板电脑等消费电子产品中的应用前景也十分广阔。
电池图片
14.1 钨在电池中的潜在价值
一、钨的基本介绍
钨（W），原子序数74，是一种金属元素，其灰黑色，质硬而脆，延展性强，熔点高，常温下不受空气侵蚀。钨在自然界中主要以钨酸盐的形式存在，常见的矿物有黑钨矿和白钨矿。钨具有良好的导电性和高熔点，是高速切削合金钢、电灯丝、火箭喷嘴、太阳能装置及其他光学仪器、化学仪器的关键材料。
钨的发现：1781年由瑞典化学家卡尔·威廉·舍耶尔发现白钨矿，并提取出新的元素酸——钨酸；1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿，也从中提取出钨酸；同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，并命名该元素。
钨的命名：中文名称“钨”及符号“W”的来源均来自德语Wolfram，由于德国的黑钨矿（Wolframite）闻名世界，所以德语称其为Wolfram；其英语名称Tungsten原意是重石，主要成分是钨酸钙。
钨矿图片
金属钨是一种重要的战略金属，其储量相对稀少，价格较高。中国是世界上最大的钨储藏国，拥有丰富的钨资源。钨及钨化合物的广泛应用使其成为国家经济发展和工业升级的关键材料之一。
钨的化合物种类繁多，根据其组成和性质的不同，可以分为氧化物、硫化物、氮化物、碳化物、钨酸盐以及其他一些复杂的化合物。
中钨在线钨酸图片
二、钨化合物在电池中的应用
钨及其化合物在电池中的应用非常广泛，特别是在锂电池和锂硫电池中，钨的引入显著提高了电池的性能和稳定性。以下是一些常见的钨化合物及其在电池中的应用。
钨酸
钨酸是一种重要的无机化合物，具有良好的催化性能和稳定性。它可以在多种条件下保持较好的稳定性能，这使得它在电池等电化学装置中具有潜在的应用价值。
中钨在线钨酸图片
钨酸可以作为电池中的催化剂，用于加速电池内部的化学反应。例如，在燃料电池中，钨酸可以作为电极催化剂，提高电极的催化活性，从而提高电池的性能和效率。
Keggin型磷钨酸作为一种高效稳定的酸催化剂，在燃料电池等领域具有广泛应用。它不仅可以替代大部分无机酸催化剂，而且具有高活性、高选择性、酸性可调等特点。
钨酸还可以作为电池的添加剂，用于改善电池的电化学性能和稳定性。例如，在锂离子电池中，添加适量的钨酸可以提高电池的循环稳定性和安全性。
电池图片
氧化钨
氧化钨（WO₃）是一种重要的钨化合物，具有高熔点、高化学活性、良好的导电性和耐腐蚀性等特点。在锂硫电池中，氧化钨可以作为正极活性物质和导电添加剂，抑制多硫化物的溶解和穿梭效应，提高电池的循环稳定性和可逆性。
中钨在线黄色氧化钨图片
氧化钨纳米棒（WO3-x纳米棒）作为过渡金属氧化物，具有优异的物理化学性质。它可以作为硫正极材料的导电添加剂，提高电极的电导率，促进电子的快速传输，从而提高电极的反应动力学。同时，氧化钨还可以促进中间产物LiPS从导电性差的氧化物表面转移到高导电碳材料表面完成可逆的电化学转化，实现多硫化物在电极材料表面平
此外，氧化钨纳米棒还可以作为自支撑硫正极复合材料的骨架结构，提高电池的整体能量密度和稳定性。通过与其他材料如多孔碳纤维的结合，可以制备出高性能的锂硫电池正极材料。
……
中钨在线黄色氧化钨图片
14.2 钨在电池中的应用前景
钨作为一种重要的金属元素，因其独特的物理化学性质，在电池领域展现出了广泛的应用前景。特别是在燃料电池和锂离子电池中，钨化合物的作用尤为突出，为电池性能的提升和成本的降低提供了新的可能。
中钨在线黄色氧化钨图片
一、燃料电池中的应用及前景
燃料电池作为一种高效、环保的能源转换装置，近年来在全球范围内得到了广泛的关注和发展。在燃料电池中，钨化合物凭借其优异的催化性能和结构稳定性，成为了催化剂载体的理想选择。
二硫化钨纳米片、纳米氧化钨等钨化合物，因其较大的比表面积、良好的导电性和结构稳定性，在燃料电池中展现出了显著的催化效果。这些钨化合物能够促进电化学反应的进行，提高燃料电池的电流密度和寿命，同时降低内阻和生产成本。特别是在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，钨基催化剂的应用更是显著提高了电池的性能和稳定性。
随着全球对清洁能源需求的持续增长，燃料电池市场规模不断扩大。据尚普咨询集团数据显示，2022年全球燃料电池市场规模约为84亿美元，同比增长24.6%。预计到2025年，全球燃料电池市场规模将达到144亿美元，复合年增长率为45.27%。中国作为全球最大的燃料电池市场之一，其市场规模同样呈现出快速增长的趋势。2022年中国燃料电池市场规模约为94亿元，同比增长36.8%。预计到2025年，中国燃料电池市场规模将达到343亿元，复合年增长率为90%。这一趋势表明，燃料电池市场在未来几年内将继续保持高速增长，为钨在燃料电池中的应用提供了广阔的市场空间。
电池图片
二、锂离子电池中的应用及前景
锂离子电池作为目前最广泛使用的可充电电池之一，具有性能稳定、寿命长、能量密度高等优点。钨在锂离子电池中的应用主要体现在正极材料和负极材料两个方面。
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钨化合物具有较高的特殊容量和优异的耐循环性，有望成为新一代高性能电池的正极材料。通过合理的合成方法和改性手段，可以进一步提高钨基正极材料的性能，满足高能量密度、高功率密度和长寿命等要求。然而，目前钨化合物的合成工艺仍需要进一步改进，且材料价格相对较高，这限制了其在锂离子电池正极材料中的广泛应用。但随着科学技术的不断发展，这些问题有望得到解决。例如，通过优化合成工艺、降低生产成本、提高材料利用率等手段，可以进一步推动钨基正极材料在锂离子电池中的应用进程。
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