国家实验室开发阴极新涂层或将解决锂电池两大难题

据媒体报道，美国能源部（DOE）阿贡国家实验室日前宣布，该实验室的科学家利用氧化化学气相沉积技术开发了一种新的阴极涂层，可以解决锂离子电池几个潜在问题。

与保护阴极颗粒外表面的传统涂层相比，这个所谓的PEDOT涂层具有渗透到阴极颗粒内部的能力，增加了额外屏蔽层。

“新涂层预计将在未来几年内投入市场。”阿贡国家实验室著名研究员、电池科学家Khalil Amine表示。

根据IHS Markit公司的调查，全球储能市场规模不断增长，预计今年将部署装机容量为4.3GW。而科学家们开发的这种新涂层，可以解决锂离子电池技术面临的一些主要问题：能量密度和安全性。

上个月，亚利桑那州一家公共服务电池厂发生爆炸，四名消防队员受伤被送往医院救治，而此次事件凸显了人们对于电池安全性担忧。

阿贡国家实验室在一份新闻稿中表示，经过两年的研究和优化，阴极涂层可以防止电池电解液之间的化学反应，同时允许电池其他组件在不受干扰的情况下工作。

“这种涂层对所有使电池工作的工艺和化学过程都很友好，可以有效地应对可能导致电池退化或故障的反应。我们发现这种涂层实际可以起到一石二鸟作用。”阿贡国家实验室化学专家Guiliang Xu说。他预计这种涂料将在未来几年内上市。

阿贡国家实验室在一封电子邮件中表示，通过提高锂离子电池能量密度，新的阴极涂层（称为PEDOT）有望降低电池总体成本，从而实现大规模生产和部署。并指出，电池科学家可能会扩大这种涂层应用范围，例如用于含镍富镍锰钴（NMC）电池。

“我们发现这种PEDOT涂层还可以抑制充电过程中的氧气释放，从而提高电池结构稳定性，并提高安全性。”阿贡国家实验室在一份声明中说。

阿贡国家实验室表示，日前还解决了另一个与锂离子电池有关的重要问题：性能比较。评估电极或电解质材料的创新，这意味着需要比较测试结果。但他们补充说，锂离子电池测试目前还没有标准化方法。

“来自政府和学术实验室的工业工程师和研究人员通常根据电池技术的预期应用设计自己锂离子电池特性。”阿贡国家实验室电池研究人员Ira Bloom在一份声明中说。

为了解决这个问题，阿贡实验室与英国沃里克大学、OVO Energy公司、夏威夷国家能源研究所，以及捷豹路虎公司合作，审查了世界各地用于表征锂离子电池性能的各种测试方法的文献，以便提供最佳实践见解。

Bloom说：“我们希望有一天我们的研究结果能为适用于不同应用场合锂离子电池提供更可靠的比较测试方法。”