盡管實驗性質的電池設計方案已經取得了長足的進步，但現有的鋰離子電池仍有較大的改進空間。

阿貢國家實驗室的科學家們，剛剛開發出了一種被稱作 PEDOT 的新型陰極涂層，特點是能夠讓鋰離子電池更安全、長久地運行。

眾所周知，鋰離子電池的一個短板，就是陰極會在使用過程中產生過量的氧氣，并與電解質發生反應。

【來自：Argonne National Laboratory】

這種現象會在陰極表面上形成一層膜，導致兩者之間能量傳遞的減少，進而影響整個電池的性能。

為緩解這個問題，大多數鋰離子電池都會在陰極上覆蓋特殊的涂層，但往往又會帶來另一個問題 —— 減慢了鋰離子的進出速度、降低了電池的效率。

此外由于不能覆蓋整個表面，當電池在更高的溫度或電壓下工作時，降解仍可能發生。

【研究配圖 - 1：oCVD 工藝與涂層粒子結構差異】

好消息是，阿貢國家實驗室開發的新型 PEDOT 涂層，能夠覆蓋鋰離子電池中陰極的每一個顆粒，以改善其使用壽命。

研究團隊選擇了一種被稱作 PEDOT 的導電聚合物來替代傳統陰極涂層，結果發現，在保護陰極的同時，PEDOT 仍允許鋰離子和電子的通過。

而且由于 PEDOT 是使用氧化化學氣相沉積技術從氣體中施加，因而能夠覆蓋陰極的每個單獨粒子，較常規涂層的表現更加全面。

【研究配圖 - 2：PEDOT 涂層形成后的效果】

據悉，新涂層能夠將現有鋰離子電池的工作電壓從 4.2V 提升到 4.6V 。在降低電池組件成本的同時，還可有效延長設備續航和電池壽命。

研究作者 Khalil Amine 表示：“這是一項難以置信、但又振奮人心的進步，有望極大地改善對我們所依賴的設備的使用體驗”。

【研究配圖 - 3：PEDOT 陰極涂層特寫】

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）和《自然》（Nature）期刊上，原標題為：

《Boosting Superior Lithium Storage Performance of Alloy‐Based Anode Materials via Ultraconformal Sb Coating–Derived Favorable Solid‐Electrolyte Interphase》

《Building ultraconformal protective layers on both secondary and primary particles of layered lithium transition metal oxide cathodes》

標簽：鋰離子陰極涂層導電聚合物