Покрытие, обеспечивающее дополнительный слой защиты для катодов аккумуляторных батарей.

Coatings Today
09.07.2019 318

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

Прочность латексных пленок, содержащих поверхностно-активные вещества
Прочность латексных пленок, содержащих поверхностно-активные вещества
Ученые изучили влияние неионогенного поверхностно-активного вещества на износостойкость латексной пленки на водной основе. Несмотря на…
Coatings Today
22.12.2021
98
Выручка компании AkzoNobel увеличилась на 6% в III квартале
Выручка компании AkzoNobel увеличилась на 6% в III квартале
Выручка компании AkzoNobel увеличилась на 6% в III квартале; новые инициативы в сфере ценообразования с…
Coatings Today
20.10.2021
113
Как добиться качественного покрытия в гальванических процессах
Как добиться качественного покрытия в гальванических процессах
Существуют различные методы нанесения металлических покрытий. Среди самых распространенных методов: иммерсионный, химический и конечно, гальванический.…
Coatings Today
06.11.2018
317
Пневматическая система выполняет сушку, охлаждение и очистку компонентов малого диаметра
Пневматическая система выполняет сушку, охлаждение и очистку компонентов малого диаметра
Воздушная щетка 3/8” Standard Air Wipe от компании Exair производит воздушный поток на 360 градусов,…
Coatings Today
30.01.2020
360
Новая модель искусственного интеллекта и атомные структуры в несовершенных металлах
Новая модель искусственного интеллекта и атомные структуры в несовершенных металлах
Исследователи из Университета Ватерлоо в Канаде нашли лучший способ определять атомные структуры, что является важным…
Coatings Today
07.08.2018
246
Lufthansa и BASF представляют технологию акульей кожи
Lufthansa и BASF представляют технологию акульей кожи
Инновационная технология обработки поверхности от компаний Lufthansa Technik и BASF должна повысить эффективность использования топлива…
Coatings Today
30.05.2021
150
В выставке ExpoCoating Moscow 2021 примут участие ведущие компании отрасли
В выставке ExpoCoating Moscow 2021 примут участие ведущие компании отрасли
26-28 октября 2021 года в МВЦ «Крокус Экспо» пройдет выставка материалов и оборудования для обработки…
Coatings Today
26.07.2021
170
Borough Plating бросает вызов неопределенности с новыми контрактами после Брексита
Borough Plating бросает вызов неопределенности с новыми контрактами после Брексита
Компания Borough Plating представила свою новую литьевую машину Engel 400 Twin Shot, в очередной раз…
Coatings Today
21.02.2018
255
Антимикробные краски могут оказаться скорее вредными, чем полезными
Антимикробные краски могут оказаться скорее вредными, чем полезными
Антимикробные краски обещают дополнительную защиту от бактерий. Однако исследователи предупреждают, что такие краски могут принести…
Coatings Today
09.06.2019
483