鉅大LARGE | 點擊量:309次 | 2023年05月30日
陰極新涂層或?qū)⒔鉀Q鋰電池難題
據(jù)媒體報道,美國能源部(DOE)阿貢國家實驗室日前宣布,該實驗室的科學家利用氧化化學氣相沉積技術(shù)開發(fā)了一種新的陰極涂層,可以解決鋰離子電池幾個潛在問題。
與保護陰極顆粒外表面的傳統(tǒng)涂層相比,這個所謂的PEDOT涂層具有滲透到陰極顆粒內(nèi)部的能力,增加了額外屏蔽層。
“新涂層預計將在未來幾年內(nèi)投入市場?!卑⒇晣覍嶒炇抑芯繂T、電池科學家KhalilAmine表示。
根據(jù)IHSMarkit公司的調(diào)查,全球儲能市場規(guī)模不斷增長,預計今年將部署裝機容量為4.3GW。而科學家們開發(fā)的這種新涂層,可以解決鋰離子電池技術(shù)面臨的一些主要問題:能量密度和安全性。
上個月,亞利桑那州一家公共服務(wù)電池廠發(fā)生爆炸,四名消防隊員受傷被送往醫(yī)院救治,而此次事件凸顯了人們對于電池安全性擔憂。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
阿貢國家實驗室在一份新聞稿中表示,經(jīng)過兩年的研究和優(yōu)化,陰極涂層可以防止電池電解液之間的化學反應(yīng),同時允許電池其他組件在不受干擾的情況下工作。
“這種涂層對所有使電池工作的工藝和化學過程都很友好,可以有效地應(yīng)對可能導致電池退化或故障的反應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)這種涂層實際可以起到一石二鳥作用。”阿貢國家實驗室化學專家GuiliangXu說。他預計這種涂料將在未來幾年內(nèi)上市。
阿貢國家實驗室在一封電子郵件中表示,通過提高鋰離子電池能量密度,新的陰極涂層(稱為PEDOT)有望降低電池總體成本,從而實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和部署。并指出,電池科學家可能會擴大這種涂層應(yīng)用范圍,例如用于含鎳富鎳錳鈷(NMC)電池。
“我們發(fā)現(xiàn)這種PEDOT涂層還可以抑制充電過程中的氧氣釋放,從而提高電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,并提高安全性?!卑⒇晣覍嶒炇以谝环萋暶髦姓f。
阿貢國家實驗室表示,日前還解決了另一個與鋰離子電池有關(guān)的重要問題:性能比較。評估電極或電解質(zhì)材料的創(chuàng)新,這意味著需要比較測試結(jié)果。但他們補充說,鋰離子電池測試目前還沒有標準化方法。
“來自政府和學術(shù)實驗室的工業(yè)工程師和研究人員通常根據(jù)電池技術(shù)的預期應(yīng)用設(shè)計自己鋰離子電池特性。”阿貢國家實驗室電池研究人員IraBloom在一份聲明中說。
為了解決這個問題,阿貢實驗室與英國沃里克大學、OVOEnergy公司、夏威夷國家能源研究所,以及捷豹路虎公司合作,審查了世界各地用于表征鋰離子電池性能的各種測試方法的文獻,以便提供最佳實踐見解。
Bloom說:“我們希望有一天我們的研究結(jié)果能為適用于不同應(yīng)用場合鋰離子電池提供更可靠的比較測試方法?!?/p>
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