Покрытие, обеспечивающее дополнительный слой защиты для катодов аккумуляторных батарей.

Coatings Today
09.07.2019 297

Для создания более качественных литий-ионных батарей требуется одновременно учитывать множество факторов, от сохранения электрической и ионной проводимости катода батареи до безопасности ее использования после большого количества циклов.

В рамках нового исследования ученые из Аргоннской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США разработали новое покрытие для катода, используя метод окислительного химического осаждения из паровой фазы, что способствует разрешению сразу нескольких проблем, связанных с литий-ионными батареями.

"Полученное нами покрытие позволяет убить одним выстрелом пять или шесть зайцев". Кхалил Амин, выдающийся сотрудник Аргоннской лаборатории и специалист по батареям.

В своих исследованиях Амин и его коллеги использовали частицы открытого в Аргоннской лаборатории материала катода из никеля-марганца-кобальта (NMC) и помещали их в серосодержащий полимер под названием PEDOT. Этот полимер обеспечивает катоду слой защиты от электролита при зарядке и разрядке батареи.

В отличие от традиционных покрытий, обеспечивающих защиту лишь наружной поверхности микрочастиц катода и оставляющих внутреннюю его часть подверженной растрескиванию, покрытие PEDOT способно проникать внутрь частиц катода, создавая дополнительный барьерный слой.

К тому же, хотя PEDOT предотвращает химическое взаимодействие между батареей и электролитом, оно допускает необходимые перемещения ионов и электронов лития для надлежащей работы батареи.

"Данное покрытие пригодно для всех процессов и химических реакций, необходимых для работы батареи, при этом оно предотвращает все потенциальные реакции, вызывающие ухудшение или сбои в ее работе", — говорит химик Аргоннской лаборатории Гуйлианг Шу, ведущий автор исследования.

Покрытие также предотвращает реакцию, вызывающую дезактивацию катода батареи. В ходе такой реакции материал катода переходит в другую форму — шпинель. "Сочетание почти полного отсутствия образования шпинели с другими свойствами делает это покрытие крайне перспективным материалом", — говорит Амин.

Материал PEDOT также продемонстрировал способность предотвращать высвобождение кислорода, что является основным фактором ухудшения характеристик материалов катода из NMC при высоком напряжении. "Покрытие PEDOT также оказалось способным подавлять высвобождение кислорода при зарядке, что приводит к повышению структурной стабильности и безопасности", — говорит Амин.

Амин отметил, что ученые, занимающиеся аккумуляторными батареями, смогут применять данное покрытие в батареях, содержащих материал NMC с повышенным содержанием никеля. "Этот полимер уже давно существует, но мы все еще удивляемся его перспективным возможностям", — говорит он.

По мнению исследователей, при нанесенном покрытии батареи, содержащие NMC, будут либо работать при более высоком напряжении, тем самым повышая выработку энергии, либо срок их службы значительно увеличится (либо все вместе).

При проведении исследований ученые обращались к двум департаментам Министерства энергетики, расположенным в Аргонне: отдел усовершенствованной установки синхротронного излучения и центр наноматериалов. Измерения дифракции жесткого рентгеновского излучения проводились на пучке 11-ID-C на усовершенствованной установке синхротронного излучения, а литография фокусируемым ионным пучком и просвечивающая электронная микроскопия применялись в центре наноматериалов.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Подготовка изделий с композицией Unispray AAL и химникелирование Nichem 2505
Подготовка изделий с композицией Unispray AAL и химникелирование Nichem 2505
UniSpray AAL – жидкий кислотный обезжириватель, разработан для применения при струйной мойке под высоким давлением…
Coatings Today
05.02.2019
303
Новое антикоррозионное покрытие Hempel
Новое антикоррозионное покрытие Hempel
Компания Hempel запустила новую универсальную активированную цинковую грунтовку Hempadur Avantguard 860, которая, по словам компании,…
Coatings Today
18.04.2018
282
Высокоэффективные и высокостабильные противомикробные покрытия
Высокоэффективные и высокостабильные противомикробные покрытия
Ученые сообщают о биоцидном механизме, основанном на фотокаталитических покрытиях на основе оксида цинка–восстановленного оксида графена.…
Coatings Today
22.10.2020
200
Фторуглеродные полимерные покрытия на графене
Фторуглеродные полимерные покрытия на графене
Недавно исследователями были получены фторуглеродные полимерные покрытия на графене для долгосрочной защиты от коррозии. Были…
Coatings Today
07.11.2019
318
Представляем спикеров бесплатного вебинара
Представляем спикеров бесплатного вебинара
Мы рады представить спикеров Бесплатного вебинара на тему: «Производство крупнотоннажных полимеров: Строительство и модернизация заводов…
Coatings Today
16.09.2019
289
Канадский горнолыжный курорт открывает подвесной мост
Канадский горнолыжный курорт открывает подвесной мост
Канадский горнолыжный курорт открыл новый подвесной мост на высоте в несколько тысяч метров – захватывающее…
Coatings Today
03.08.2018
366
Покрытие Magic Black™ позволяет получить снимки Солнца в высоком разрешении
Покрытие Magic Black™ позволяет получить снимки Солнца в высоком разрешении
Кирьят-Гат (PRWEB) — Покрытие Magic Black™ от компании Acktar позволяет получить снимки Солнца в высоком…
28.03.2022
123
Композиционные покрытия для консервирования груш
Композиционные покрытия для консервирования груш
Ученые разработали покрытие из пищевого крахмала, содержащее эфирное масло зиры. Пленки обладали требуемыми характеристиками для…
28.10.2022
26
Открылась электронная регистрация посетителей на выставку ExpoCoating Moscow
Открылась электронная регистрация посетителей на выставку ExpoCoating Moscow
18-я Международная выставка ExpoCoating Moscow состоится с 27 по 29 октября 2020 года в Москве, МВЦ "Крокус…
Coatings Today
30.06.2020
299