盡管實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的電池設(shè)計(jì)方案已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但現(xiàn)有的鋰離子電池仍有較大的改進(jìn)空間。

阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們，剛剛開(kāi)發(fā)出了一種被稱作 PEDOT 的新型陰極涂層，特點(diǎn)是能夠讓鋰離子電池更安全、長(zhǎng)久地運(yùn)行。

眾所周知，鋰離子電池的一個(gè)短板，就是陰極會(huì)在使用過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)量的氧氣，并與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

【來(lái)自：Argonne National Laboratory】

這種現(xiàn)象會(huì)在陰極表面上形成一層膜，導(dǎo)致兩者之間能量傳遞的減少，進(jìn)而影響整個(gè)電池的性能。

為緩解這個(gè)問(wèn)題，大多數(shù)鋰離子電池都會(huì)在陰極上覆蓋特殊的涂層，但往往又會(huì)帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題 —— 減慢了鋰離子的進(jìn)出速度、降低了電池的效率。

此外由于不能覆蓋整個(gè)表面，當(dāng)電池在更高的溫度或電壓下工作時(shí)，降解仍可能發(fā)生。

【研究配圖 - 1：oCVD 工藝與涂層粒子結(jié)構(gòu)差異】

好消息是，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的新型 PEDOT 涂層，能夠覆蓋鋰離子電池中陰極的每一個(gè)顆粒，以改善其使用壽命。

研究團(tuán)隊(duì)選擇了一種被稱作 PEDOT 的導(dǎo)電聚合物來(lái)替代傳統(tǒng)陰極涂層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在保護(hù)陰極的同時(shí)，PEDOT 仍允許鋰離子和電子的通過(guò)。

而且由于 PEDOT 是使用氧化化學(xué)氣相沉積技術(shù)從氣體中施加，因而能夠覆蓋陰極的每個(gè)單獨(dú)粒子，較常規(guī)涂層的表現(xiàn)更加全面。

【研究配圖 - 2：PEDOT 涂層形成后的效果】

據(jù)悉，新涂層能夠?qū)F(xiàn)有鋰離子電池的工作電壓從 4.2V 提升到 4.6V 。在降低電池組件成本的同時(shí)，還可有效延長(zhǎng)設(shè)備續(xù)航和電池壽命。

研究作者 Khalil Amine 表示：“這是一項(xiàng)難以置信、但又振奮人心的進(jìn)步，有望極大地改善對(duì)我們所依賴的設(shè)備的使用體驗(yàn)”。

【研究配圖 - 3：PEDOT 陰極涂層特寫(xiě)】

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）和《自然》（Nature）期刊上，原標(biāo)題為：

《Boosting Superior Lithium Storage Performance of Alloy‐Based Anode Materials via Ultraconformal Sb Coating–Derived Favorable Solid‐Electrolyte Interphase》

《Building ultraconformal protective layers on both secondary and primary particles of layered lithium transition metal oxide cathodes》

標(biāo)簽：鋰離子陰極涂層導(dǎo)電聚合物