新陰極涂層能否讓鋰電池更安全耐用？

 

 

在這項研究中，首創(chuàng)從鎳錳鈷(NMC)陰極材料中提取粒子，并用一種叫做PEDOT的含硫聚合物將其包裹起來。當(dāng)電池充電和放電時，這種聚合物為陰極供應(yīng)一層保護，使其免受電池電解質(zhì)的傷害。傳統(tǒng)涂層只保護微米大小的陰極粒子表面，使其內(nèi)部容易開裂。與此不同，PEDOT涂層能夠穿透陰極粒子的內(nèi)部，新增了額外的屏蔽層。此外，雖然PEDOT阻止了電池和電解質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)，但它確實允許鋰離子和電子的必要運輸，這是電池運行所要的。

 

 

可以提高電池的電子和離子導(dǎo)電性，同時提高電池的安全性和循環(huán)性能。

 

 

這項研究的第一作者、阿爾貢化學(xué)家徐貴良(GuiliangXu)說：這種涂層基本上對所有使電池工作的過程和化學(xué)過程都很友好，對所有可能導(dǎo)致電池退化或故障的反應(yīng)都不友好。這種涂層還能在很大程度上預(yù)防另一種導(dǎo)致電池陰極失活的反應(yīng)。在這個反應(yīng)中，陰極材料轉(zhuǎn)變成另一種形式稱為尖晶石。幾乎沒有尖晶石形成與它的其他性質(zhì)結(jié)合，使這種涂層是一個非常令人興奮的材料。PEDOT材料還顯示了預(yù)防氧釋放的能力，氧釋放是NMC陰極材料在高壓下降解的一個重要因素。這種PEDOT涂層也被發(fā)現(xiàn)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，也提高了安全性。