提高鋰離子電池的安全性和能量密度

三天前，美國能源部阿貢國家實驗室宣布，科學家們正在利用氧化化學氣相沉積技術開發(fā)一種新的陰極涂層，這種涂層可以幫助解決鋰離子電池的幾個潛在問題。

新的涂料有望投入市場

新型PEDOT涂層具有穿透陰極粒子內(nèi)部的能力，新增了一個額定屏蔽層，而傳統(tǒng)涂層僅能保持陰極粒子的外觀。著名的阿貢研究人員和電池科學家KhalilAmine表示，這種新型涂層可能在未來幾年內(nèi)投入商業(yè)使用。

根據(jù)全球信息供應商IHSMarkit的數(shù)據(jù)，隨著全球儲能設施數(shù)量的不斷新增，預計今年將新增4.3吉瓦的并網(wǎng)儲能能力。但科學家們發(fā)現(xiàn)，這種新涂層可能能夠解決電池存儲操作中最令人擔憂的問題密度和安全性，這可能會導致世界各地的儲能商店蓬勃發(fā)展。

新涂料可以一舉兩得

很明顯，電池的安全性一直是科學家研究的關鍵之一，但正是壓力保持了動力。

過去兩年電池設備的爆炸無疑加速了電池在這方面的運作。兩年的研究和優(yōu)化，argonne說，已經(jīng)出現(xiàn)了一種涂層，防止了電池和電解質(zhì)之間的化學反應，允許所有其他的過程在沒有干擾的情況下工作。在這項研究中，粒子最初是從NMC陰極數(shù)據(jù)中提取出來，然后包裹在一種叫做PEDOT的含硫聚合物中。當電池充電和放電時，聚合物為陰極供應一層維護，保護其免受電池電解質(zhì)的損傷。阿貢實驗室的化學家徐貴良(音譯)說:這種涂層基本上對所有使電池工作的過程和化學過程都很友好，對所有可能導致電池退化或出現(xiàn)缺陷的反應也很友好。

科學家們還發(fā)現(xiàn)，PEDOT涂層在充電過程中抑制了氧氣的釋放，從而使結(jié)構更加穩(wěn)定，進一步新增了安全性。通過欺騙鋰離子電池的能量密度，新型的陰極涂層PEDOT有望降低電池的整體成本，從而結(jié)束大規(guī)模的電氣化。研究人員認為，有了這種涂層，含納米材料的鋰離子電池可以在更高的電壓下工作，新增能量輸出，或者持續(xù)更長時間，或者兩者兼而有之。

與此同時，argonne還解決了與鋰離子電池有關的另一個重要問題:性能的比較驗證。評價電極或電解液數(shù)據(jù)的變化是否是一種改進，意味著對檢測結(jié)果的比較，但是關于鋰離子電池沒有標準的檢測方法。

工程師和研究人員經(jīng)常開發(fā)自己的程序來描述鋰離子電池的特性，這是基于對他們技能的預期使用。這使得任何對技能差異的比較都非常混亂。

為了解決這個問題，argonn實驗室與華威大學、OVOEnergy、夏威夷國家動力研究所和捷豹路虎合作，審查了世界各地有關鋰離子電池的各種驗證方法的文獻，以供應最佳實踐的見解。該實驗室希望我們的研究結(jié)果有一天能夠為不同用途的鋰離子電池供應更可靠、更具可比性的測試方法。