PEDOT涂層可保護(hù)電池正極

制造性能優(yōu)良的鋰離子電池，需要同時(shí)解決各種問題，比如保持電池的導(dǎo)電能力，確保電池多次循環(huán)后的安全性。據(jù)外媒報(bào)道，在一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)中，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們，通過氧化化學(xué)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。

在這項(xiàng)研究中，阿貢的研究人員 Khalil Amine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(dāng)電池充放電時(shí)，這種聚合物為正極提供保護(hù)層，使其免受電池電解質(zhì)的傷害。傳統(tǒng)涂層對(duì)正極粒子表面的保護(hù)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(xué)反應(yīng)，但能保證必要的鋰離子和電子傳輸，這是電池運(yùn)行所需要的。

該研究的第一作者、阿貢化學(xué)家Guiliang Xu表示“這種涂層對(duì)于電池的所有工作過程和化學(xué)過程都是有益的；同時(shí)，能有助于防止或抑制所有導(dǎo)致電池退化或故障的反應(yīng)?！?/p>

在很大程度上，這種涂層還能防止另一導(dǎo)致電池正極失活的反應(yīng)。在此類反應(yīng)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?！?/p>

研究人員認(rèn)為，通過使用這種涂層，NMC電池可以在更高電壓下運(yùn)行，進(jìn)而增加能量輸出，提高使用壽命。電池科學(xué)家可能擴(kuò)大在高鎳NMC電池上應(yīng)用該類涂層。

作者Elisha