阿贡实验室研发PEDOT涂层 “一石多鸟”解决正极问题

据外媒报道，美国能源部(DOE)阿贡国家实验室利用氧化化学气相沉积技术开发出一种新的正极涂层技术，确保锂电池从正负极导电过程到电池在多次循环后的安全性。

“新开发的正极涂层技术堪称一石多鸟。”阿贡实验室的研究员和电池科学家KhalilAmine表示。意思就是，该正极涂层技术能同时解决多个锂电池制作过程中的问题，具体看下文。

在研究过程中，Amine和其他的研究人员从镍锰钴(NMC)正极材料中提取粒子，并用一种叫做PEDOT的含硫聚合物将其包裹起来。当电池充放电时，这种聚合物为正极提供一层保护，使其免受电池电解质的伤害。

传统涂层只保护μm大小的正极粒子表面，使其内部容易开裂。但PEDOT涂层能够穿透正极粒子的内部，增加了额外的屏蔽层。

此外，PEDOT聚合物在阻止正极材料和电解质发生化学反应的同时，还可以让锂离子和电子的传输作用。可以提高电池的电子和离子导电性，同时提高电池的安全性和循环性能。

该项研究的第一作者、阿尔贡化学家徐贵良(GuiliangXu)表示：这种涂层基本上对所有电池工过程和化学过程都很友好，同时解决对可能导致电池退化或故障的反应的问题。

PEDOT涂层还能在很大程度上防止另一种导致电池正极失活的反应，就是防止锂枝晶的产生。

此外，“氧气释放是NMC正极材料在高压下降解的一个主要因素。PEDOT涂层能够抑制充电过程中的氧气释放，这使得结构更加稳定并提高安全性。”Amine说。

Amine指出，PEDOT涂层将会扩大用于高镍NCM电池。这种聚合物涂层已经存在了一段时间，但其优势还在不断发掘中。随着PEDOT涂层的应用，研究人员认为NMC电池可以在更高的电压下运行，提高能量密度、增加电池寿命。

其研究成果发表在《自然能源》。