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美國(guó)與中國(guó)香港合作新陰極涂層 可延長(zhǎng)鋰離子電池壽命/提高安全性

時(shí)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(guó)家實(shí)驗(yàn)室）
 
      據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（DOE Argonne National Laboratory）與中國(guó)香港科技大學(xué)（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(zhǎng)鋰離子電池的使用壽命、提高安全性。
 
       該項(xiàng)研究醞釀了3年，由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與香港科技大學(xué)合作研發(fā)，獲得美國(guó)能源部可再生能源與能源效率、車輛技術(shù)辦公室的資助。早期的實(shí)驗(yàn)在香港進(jìn)行，因?yàn)镠KUST有理想的裝置，能夠按照實(shí)驗(yàn)室的規(guī)格進(jìn)行研究工作。
 
       鋰電池主要用于給電動(dòng)汽車、手機(jī)、電腦等各種設(shè)備提供動(dòng)力，而且陰極涂層技術(shù)使用時(shí)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(duì)陰極進(jìn)行保護(hù)。
 
       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(huì)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(huì)加速此類反應(yīng)，損害電池的電化學(xué)性能。
 
       新的涂層由一種稱為聚乙撐二氧噻吩（PEDOT）的導(dǎo)電聚合物制成，可以完全保護(hù)陰極內(nèi)外的每個(gè)顆粒不與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，標(biāo)志著鋰離子電池技術(shù)獲得了突破。阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室采用氧化化學(xué)氣相沉積技術(shù)應(yīng)用了PEDOT，該技術(shù)采用氣體來確保涂層被涂覆在陰極的每一個(gè)顆粒上，形成一種強(qiáng)大的外皮。
 
       傳統(tǒng)的涂層會(huì)減緩鋰元素?cái)U(kuò)散至陰極顆粒的內(nèi)外，使得電導(dǎo)率和離子導(dǎo)電性較差，降低電池的效率。相比之下，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的新涂層會(huì)促進(jìn)鋰離子和電子進(jìn)出陰極，從而提升電池能量。
 
       現(xiàn)在鋰離子電池的運(yùn)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(gè)電池組的成本。研究人員表示，這可以延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，增加手機(jī)和筆記本電腦電池的壽命，最終改變?nèi)藗兊纳罘绞健?br />  
(責(zé)任編輯：子蕊)
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