美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室于三天前宣布，科學(xué)家們利用氧化化學(xué)氣相沉積技術(shù)研制出一種新型陰極涂層，該技術(shù)可以幫助解決鋰離子電池的幾個(gè)潛在問(wèn)題,。

　　新型涂層有望商用

　　與傳統(tǒng)的只保護(hù)陰極粒子表面的涂層相比,，新型的PEDOT涂層具有穿透陰極粒子內(nèi)部的能力，為其增加了一層額外的屏蔽層,。阿貢杰出的研究員兼電池科學(xué)家Khalil Amine稱(chēng),，這種新型涂層有望在未來(lái)幾年內(nèi)投入商業(yè)使用。

　　全球信息提供商IHS Markit的數(shù)據(jù)顯示,，全球不斷增長(zhǎng)的儲(chǔ)能市場(chǎng)促使今年預(yù)計(jì)將部署4．3 GW的并網(wǎng)儲(chǔ)能設(shè)備,。而科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的這種新型涂層，或許能夠解決電池儲(chǔ)能行業(yè)的最大擔(dān)憂——密度和安全性,，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)可能因此更加蓬勃發(fā)展,。

　　新型涂層可以“一箭雙雕”

　　顯然，電池安全一直是科學(xué)家研究的重點(diǎn)之一,，但是正所謂有壓力,，才有動(dòng)力。

　　近兩年發(fā)生的電池設(shè)施爆炸事故無(wú)疑加速了電池行業(yè)在這方面的研究。阿貢實(shí)驗(yàn)室表示,，經(jīng)過(guò)兩年的研究和優(yōu)化,，研制出了一種涂層，可以防止電池和電解質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng),，同時(shí)允許電池的所有其他反應(yīng)過(guò)程在不受干擾的情況下正常工作,。在這項(xiàng)研究中，首創(chuàng)從鎳錳鈷（NMC）陰極材料中提取粒子,，并用一種叫做PEDOT的含硫聚合物將其包裹起來(lái),。當(dāng)電池充電和放電時(shí)，這種聚合物為陰極提供一層保護(hù),，使其免受電池電解質(zhì)的傷害,。阿貢實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家徐貴良說(shuō)：“這種涂層本質(zhì)上對(duì)所有使電池工作的過(guò)程和化學(xué)過(guò)程都很友好，對(duì)所有可能導(dǎo)致電池退化或故障的反應(yīng)都不友好,?！?/p>

　　科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)這種PEDOT涂層能夠抑制充電過(guò)程中的氧氣釋放，從而使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,，進(jìn)一步提高了安全性,。并且通過(guò)提高鋰離子電池的能量密度，新的陰極涂層PEDOT有望降低電池的總體成本,，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模電氣化,。研究人員相信，有了這種涂層,，含NMC的鋰電池要么能以更高的電壓運(yùn)行,，從而增加能量輸出，要么壽命更長(zhǎng),，或者二者兼得,。

　　與此同時(shí)，阿貢實(shí)驗(yàn)室解決了另一個(gè)與鋰離子電池有關(guān)的重要問(wèn)題：性能比較測(cè)試,。評(píng)估電極或電解質(zhì)材料的創(chuàng)新是否是一種改進(jìn)意味著對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較,，但鋰離子電池沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試方法。

　　相關(guān)工程師和研究人員常常根據(jù)鋰離子電池技術(shù)的預(yù)期應(yīng)用,，設(shè)計(jì)出自己的程序來(lái)表征鋰離子電池,。這使得任何技術(shù)創(chuàng)新的比較都變得極其復(fù)雜。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題,，阿貢實(shí)驗(yàn)室與華威大學(xué),、OVO Energy、夏威夷國(guó)家能源研究所和捷豹路虎合作,，回顧了世界各地用于表征鋰離子電池性能的各種測(cè)試方法的文獻(xiàn),，以便為最佳實(shí)踐提供見(jiàn)解,。該實(shí)驗(yàn)室希望“我們的研究結(jié)果有一天能帶來(lái)更可靠的、可比較的方法,，用于針對(duì)不同應(yīng)用的鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試”,。