cnBeta|新型PEDOT阴极涂层有助于延长锂离子电池的使用寿命

尽管实验性质的电池设计方案已经取得了长足的进步 , 但现有的锂离子电池仍有较大的改进空间 。 阿贡国家实验室的科学家们 , 刚刚开发出了一种被称作PEDOT的新型阴极涂层 , 特点是能够让锂离子电池更安全、长久地运行 。 众所周知 , 锂离子电池的一个短板 , 就是阴极会在使用过程中产生过量的氧气 , 并与电解质发生反应 。
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(来自:ArgonneNationalLaboratory)
这种现象会在阴极表面上形成一层膜 , 导致两者之间能量传递的减少 , 进而影响整个电池的性能 。
【cnBeta|新型PEDOT阴极涂层有助于延长锂离子电池的使用寿命】为缓解这个问题 , 大多数锂离子电池都会在阴极上覆盖特殊的涂层 , 但往往又会带来另一个问题——减慢了锂离子的进出速度、降低了电池的效率 。
此外由于不能覆盖整个表面 , 当电池在更高的温度或电压下工作时 , 降解仍可能发生 。
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研究配图-1:oCVD工艺与涂层粒子结构差异
好消息是 , 阿贡国家实验室开发的新型PEDOT涂层 , 能够覆盖锂离子电池中阴极的每一个颗粒 , 以改善其使用寿命 。
研究团队选择了一种被称作PEDOT的导电聚合物来替代传统阴极涂层 , 结果发现 , 在保护阴极的同时 , PEDOT仍允许锂离子和电子的通过 。
而且由于PEDOT是使用氧化化学气相沉积技术从气体中施加 , 因而能够覆盖阴极的每个单独粒子 , 较常规涂层的表现更加全面 。
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研究配图-2:PEDOT涂层形成后的效果
据悉 , 新涂层能够将现有锂离子电池的工作电压从4.2V提升到4.6V 。 在降低电池组件成本的同时 , 还可有效延长设备续航和电池寿命 。
研究作者KhalilAmine表示:“这是一项难以置信、但又振奋人心的进步 , 有望极大地改善对我们所依赖的设备的使用体验” 。
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研究配图-3:PEDOT阴极涂层特写
有关这项研究的详情 , 已经发表在近日出版的《先进能源材料》和《自然》期刊上 , _本文原题为为:
《BoostingSuperiorLithiumStoragePerformanceofAlloy‐BasedAnodeMaterialsviaUltraconformalSbCoating–DerivedFavorableSolid‐ElectrolyteInterphase》
《Buildingultraconformalprotectivelayersonbothsecondaryandprimaryparticlesoflayeredlithiumtransitionmetaloxidecathodes》


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