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聚合物涂层阴极改善锂离子电池性能

锂离子电池正极(正极)与电池电解质的反应会导致电池循环寿命和性能的下降。为了解决这个问题,阿贡国家实验室开发了一种新的阴极涂层,采用氧化化学气相沉积技术,可以一次性解决锂离子电池的这些和其他几个潜在问题。由含硫聚合物制成的涂层(称为PEDOT)可以改善电池的电子和离子传导性,同时还提高其安全性和循环性能。根据Argonne的新闻稿,“与仅保护微米级阴极颗粒的外表面并使内部容易开裂的传统涂层不同,PEDOT涂层具有渗透到阴极颗粒内部的能力,增加了额外的屏蔽层。“

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PEDOT防止电池和电解质之间的化学相互作用,但确实允许电池所需的锂离子和电子的必要传输以起作用。

“该涂料对所有工艺和化学品都非常友好,这些工艺和化学成分使得电池工作并且对导致电池降解或故障的所有潜在反应都不友好,”该项目研究人员之一的阿贡化学家徐桂良五分3d。

涂层还在很大程度上防止了导致阴极材料转变成另一种称为尖晶石的形式的反应。“几乎没有尖晶石形成与其他特性的结合使得这种涂层成为一种非常令人兴奋的材料,”Argonne杰出研究员和电池科学家Khalil Amine说。“这种PEDOT涂层还被发现能够抑制充电过程中的氧释放,从而提高结构稳定性并提高安全性,”Amine补充道。氧释放是镍 - 锰 - 钴(NMC)阴极材料在高电压下降解的主要因素。

研究人员认为,含有阴极聚合物涂层的含NMC电池可以在更高的电压下运行 - 增加其能量输出 - 或者具有更长的寿命,或者可能两者都有。“这种聚合物已经存在了一段时间,但我们仍然惊讶地发现它具有所有令人鼓舞的大发一分彩,”Amine说。“我们发现的涂层确实可以用一块石头击中五六只鸟,”Amine补充道。

高级编辑凯文克莱门斯30多年来一直在撰写有关能源,汽车和交通主题的文章。他拥有材料工程和环境教育硕士学位以及机械工程博士学位,专攻空气动力学。他在他的工作室里建立了几个关于电动摩托车的世界陆地速度记录。

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