新型PEDOT阴极涂层：改善锂离子电池的使用寿命

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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。



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。

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。


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。


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 Khalil Amine 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”。


研究配图 - 3：PEDOT 阴极涂层特写

文章来源：cnBeta.COM