鉅大LARGE | 點擊量:1146次 | 2019年06月09日
阿貢實驗室研發(fā)PEDOT涂層 保護電池正極
制造性能優(yōu)良的鋰離子電池,需要同時解決各種問題,比如保持電池的導電能力,確保電池多次循環(huán)后的安全性。
據(jù)外媒報道,在一項新發(fā)現(xiàn)中,美國能源部阿貢國家實驗室的科學家們,通過氧化化學氣相沉積技術(shù),研發(fā)一種新的正極涂層,幫助解決鋰離子電池的這些潛在問題。
(圖源:阿貢官網(wǎng))
在這項研究中,阿貢的研究人員KhalilAmine及其同事,從鎳錳鈷(NMC)正極材料中提取粒子,用一種叫做PEDOT的含硫聚合物,將其包裹起來。
當電池充放電時,這種聚合物為正極提供保護層,使其免受電池電解質(zhì)的傷害。傳統(tǒng)涂層對正極粒子表面的保護只有微米大小,內(nèi)部容易開裂。PEDOT涂層與之不同,它能夠穿透正極粒子的內(nèi)部,增加額外屏蔽層。
此外,PEDOT雖然阻止電池和電解質(zhì)之間發(fā)生化學反應,但能保證必要的鋰離子和電子傳輸,這是電池運行所需要的。
該研究的第一作者、阿貢化學家GuiliangXu表示:“這種涂層對于電池的所有工作過程和化學過程都是有益的;同時,能有助于防止或抑制所有導致電池退化或故障的反應?!?br/>
在很大程度上,這種涂層還能防止另一導致電池正極失活的反應。在此類反應中,正極材料轉(zhuǎn)變成另外一種尖晶石結(jié)構(gòu)。另外,PEDOT材料具有阻止氧釋放的能力,氧釋放是NMC正極材料高壓降解的主要原因。
Amine說,“PEDOT涂層能夠抑制充電過程中的氧氣釋放,使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,提高安全性?!?br/>
研究人員認為,通過使用這種涂層,NMC電池可以在更高電壓下運行,進而增加能量輸出,提高使用壽命。電池科學家可能擴大在高鎳NMC電池上應用該類涂層。