提高锂电池的安全性和能量密度的方法
来源：宝鄂实业
2020-03-12 12:21
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提高锂电池的安全性和能量密度
三天前，美国能源部阿贡国家实验室宣布，科学家们正在利用氧化化学气相沉积技术开发一种新的阴极涂层，这种涂层可以帮助解决锂离子电池的几个潜在问题。
新的涂料有望投入市场
新型PEDOT涂层具有穿透阴极粒子内部的能力，增加了一个额定屏蔽层，而传统涂层仅能保持阴极粒子的外观。著名的阿贡研究人员和电池科学家Khalil Amine表示，这种新型涂层可能在未来几年内投入商业使用。
根据全球信息提供商IHS Markit的数据，随着全球储能设施数量的不断增加，预计今年将增加4.3吉瓦的并网储能能力。但科学家们发现，这种新涂层可能能够解决电池存储操作中最令人担忧的问题——密度和安全性，这可能会导致世界各地的储能商店蓬勃发展。
新涂料可以一举两得
很明显，电池的安全性一直是科学家研究的关键之一，但正是压力保持了动力。
过去两年电池设备的爆炸无疑加速了电池在这方面的运作。两年的研究和优化，argonne说，已经产生了一种涂层，避免了电池和电解质之间的化学反应，允许所有其他的过程在没有干扰的情况下工作。在这项研究中，粒子最初是从NMC阴极数据中提取出来，然后包裹在一种叫做PEDOT的含硫聚合物中。当电池充电和放电时，聚合物为阴极提供一层维护，保护其免受电池电解质的损伤。阿贡实验室的化学家徐贵良(音译)说:“这种涂层基本上对所有使电池工作的过程和化学过程都很友好，对所有可能导致电池退化或出现缺陷的反应也很友好。”
科学家们还发现，PEDOT涂层在充电过程中抑制了氧气的释放，从而使结构更加稳定，进一步增加了安全性。通过欺骗锂离子电池的能量密度，新型的阴极涂层PEDOT有望降低电池的整体成本，从而结束大规模的电气化。研究人员认为，有了这种涂层，含纳米材料的锂离子电池可以在更高的电压下工作，增加能量输出，或者持续更长时间，或者两者兼而有之。
与此同时，argonne还解决了与锂离子电池有关的另一个重要问题:性能的对比验证。评价电极或电解液数据的变化是否是一种改进，意味着对检测结果的比较，但是对于锂离子电池没有标准的检测方法。
工程师和研究人员经常开发自己的程序来描述锂离子电池的特性，这是基于对他们技能的预期使用。这使得任何对技能差异的比较都非常混乱。
为了解决这个问题，argonn实验室与华威大学、OVO Energy、夏威夷国家动力研究所和捷豹路虎合作，审查了世界各地关于锂离子电池的各种验证方法的文献，以提供最佳实践的见解。该实验室希望“我们的研究结果有一天能够为不同用途的锂离子电池提供更可靠、更具可比性的测试方法。”
