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美國與中國香港合作新陰極涂層 可延長鋰離子電池壽命/提高安全性
時間:2020-08-03 08:48來源:蓋世汽車 作者:余秋云
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（圖片來源：阿貢國家實驗室）
據(jù)外媒報道，美國能源部阿貢國家實驗室（DOE Argonne National Laboratory）與中國香港科技大學（HKUST）研發(fā)了一款用于鋰離子電池的顆粒狀陰極涂層，以延長鋰離子電池的使用壽命、提高安全性。
該項研究醞釀了3年，由阿貢國家實驗室與香港科技大學合作研發(fā)，獲得美國能源部可再生能源與能源效率、車輛技術辦公室的資助。早期的實驗在香港進行，因為HKUST有理想的裝置，能夠按照實驗室的規(guī)格進行研究工作。
鋰電池主要用于給電動汽車、手機、電腦等各種設備提供動力，而且陰極涂層技術使用時間已經(jīng)超過15年。但是并不是沒有局限性：陰極涂層只是一種局部涂層，只能覆蓋陰極顆粒外部的一小部分，在高壓或高溫條件下無法對陰極進行保護。
陰極研究人員研究的是由鎳、錳和鈷制成的金屬氧化物。在高壓下充電的陰極會產(chǎn)生氫氣、氧化電解質(zhì)、在陰極上產(chǎn)生不必要的薄膜，從而造成能量損失。高溫又會加速此類反應，損害電池的電化學性能。
新的涂層由一種稱為聚乙撐二氧噻吩（PEDOT）的導電聚合物制成，可以完全保護陰極內(nèi)外的每個顆粒不與電解質(zhì)發(fā)生反應，標志著鋰離子電池技術獲得了突破。阿貢國家實驗室采用氧化化學氣相沉積技術應用了PEDOT，該技術采用氣體來確保涂層被涂覆在陰極的每一個顆粒上，形成一種強大的外皮。
傳統(tǒng)的涂層會減緩鋰元素擴散至陰極顆粒的內(nèi)外，使得電導率和離子導電性較差，降低電池的效率。相比之下，阿貢國家實驗室的新涂層會促進鋰離子和電子進出陰極，從而提升電池能量。
現(xiàn)在鋰離子電池的運行電壓為4.2V，新涂層能夠?qū)㈦妷禾嵘?.6V。雖然只改善了15%，卻能夠顯著降低整個電池組的成本。研究人員表示，這可以延長電動汽車的續(xù)航里程，增加手機和筆記本電腦電池的壽命，最終改變?nèi)藗兊纳罘绞健?br />
(責任編輯：子蕊)
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