美國阿貢國家實驗室研發(fā)出PEDOT涂層技術(shù),可確保鋰電池的安全性

據(jù)外媒報道，美國能源部(DOE)阿貢國家實驗室利用氧化化學(xué)氣相沉積技術(shù)開發(fā)出一種新的正極涂層技術(shù)，確保鋰電池從正負極導(dǎo)電過程到電池在多次循環(huán)后的安全性。

“新開發(fā)的正極涂層技術(shù)堪稱一石多鳥?！?阿貢實驗室的研究員和電池科學(xué)家Khalil Amine表示。意思就是，該正極涂層技術(shù)能同時解決多個鋰電池制作過程中的問題，具體看下文。

在研究過程中，Amine和其他的研究人員從鎳錳鈷(NMC)正極材料中提取粒子，并用一種叫做PEDOT的含硫聚合物將其包裹起來。當(dāng)電池充放電時，這種聚合物為正極提供一層保護，使其免受電池電解質(zhì)的傷害。

傳統(tǒng)涂層只保護μm大小的正極粒子表面，使其內(nèi)部容易開裂。但PEDOT涂層能夠穿透正極粒子的內(nèi)部，增加了額外的屏蔽層。

此外，PEDOT聚合物在阻止正極材料和電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時，還可以讓鋰離子和電子的傳輸作用?？梢蕴岣唠姵氐碾娮雍碗x子導(dǎo)電性，同時提高電池的安全性和循環(huán)性能。

該項研究的第一作者、阿爾貢化學(xué)家徐貴良表示：這種涂層基本上對所有電池工過程和化學(xué)過程都很友好，同時解決對可能導(dǎo)致電池退化或故障的反應(yīng)的問題。

PEDOT涂層還能在很大程度上防止另一種導(dǎo)致電池正極失活的反應(yīng)，就是防止鋰枝晶的產(chǎn)生。

此外，“氧氣釋放是NMC正極材料在高壓下降解的一個主要因素。PEDOT涂層能夠抑制充電過程中的氧氣釋放，這使得結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定并提高安全性?！盇mine說。

Amine指出，PEDOT涂層將會擴大用于高鎳NCM電池。這種聚合物涂層已經(jīng)存在了一段時間，但其優(yōu)勢還在不斷發(fā)掘中。隨著PEDOT涂層的應(yīng)用，研究人員認為NMC電池可以在更高的電壓下運行，提高能量密度、增加電池壽命。

該研究成果發(fā)表在《自然能源》。