阿貢試驗室研發PEDOT涂層“一石多鳥”處理正極問題

據外媒報道，美國能源部（DOE）阿貢國家試驗室利用氧化化學氣相沉積技術開發出一種新的正極涂層技術，確保鋰離子電池從正負極導電過程到電池在多次循環后的安全性。

“新開發的正極涂層技術堪稱一石多鳥。”阿貢試驗室的研究員和電池科學家KhalilAmine表示。意思就是，該正極涂層技術能同時處理多個鋰離子電池制作過程中的問題，詳盡看下文。

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的傷害。

傳統涂層只保護μm大小的正極粒子表面，使其內部容易開裂。但PEDOT涂層能夠穿透正極粒子的內部，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發生化學反應的同時，還可以讓鋰離子和電子的傳輸作用。可以提高電池的電子和離子導電性，同時提高電池的安全性和循環性能。

該項研究的第一作者、阿爾貢化學家徐貴良(GuiliangXu)表示：這種涂層基本上對所有電池工過程和化學過程都很友好，同時處理對可能導致電池退化或故障的反應的問題。

PEDOT涂層還能在很大程度上戒備另一種導致電池正極失活的反應，就是戒備鋰枝晶的萌生。

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，這使得結構更加穩定并提高安全性。”Amine說。

Amine指出，PEDOT涂層將會張大用于高鎳NCM電池。這種聚合物涂層已經存在了一段時間，但其優點還在不斷發掘中。隨著PEDOT涂層的使用，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。

其研究成果發表在《自然能源》。

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