Покрытие, обеспечивающее дополнительный слой защиты для катодов аккумуляторных батарей.

Coatings Today
09.07.2019 374

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

Сверхгидрофобное, прозрачное покрытие с превосходной прочностью
Сверхгидрофобное, прозрачное покрытие с превосходной прочностью
В новой работе рассматривается высокопрозрачное, сверхгидрофобное (самоочищающееся), механически прочное, долговечное гибридное покрытие для электронных и…
Coatings Today
22.08.2021
201
Канада закрывает двери для импорта дешевого металла
Канада закрывает двери для импорта дешевого металла
На следующий же день после телефонных переговоров между премьер-министром Канады Джастином Трюдо и президентом США…
Coatings Today
26.06.2018
398
Новые исследования противокоррозионных покрытий
Новые исследования противокоррозионных покрытий
В марте ученые из Центра материаловедения и исследования побережья им. Гельмгольца в Гестахте, Германия, разработали…
Coatings Today
14.12.2021
134
Выглядит как графен, ведёт себя как алмаз
Выглядит как графен, ведёт себя как алмаз
Представьте себе материал гибкий и легкий, как фольга, которая становится жесткой и достаточно твердой, чтобы…
Coatings Today
07.02.2018
329
Cromax – всегда в курсе самых актуальных цветовых трендов
Cromax – всегда в курсе самых актуальных цветовых трендов
Наиболее популярными цветами автомобилей в мире в настоящее время остаются белый, серый и черный. И…
Coatings Today
07.06.2021
248
Мобильные роботы — новые служащие заводских цехов
Мобильные роботы — новые служащие заводских цехов
Ойстер Бэй, Нью-Йорк — Сектор промышленной робототехники переживает стремительное развитие в связи с переходом производителей…
Coatings Today
07.04.2019
375
Покрытие eTCP обеспечивает визуальный контроль покрытых деталей
Покрытие eTCP обеспечивает визуальный контроль покрытых деталей
Покрытие имеет безопасный трехвалентный состав и оригинальный фиолетово-голубой цвет.   Сотрудники компании Chemeon Surface Technology…
Coatings Today
20.08.2019
533
Технология обнаружения коррозии, которая может помочь предотвратить утечки
Технология обнаружения коррозии, которая может помочь предотвратить утечки
Мы разработали технологию, которая позволяет постоянно контролировать состояние труб, что, как мы надеемся, в первую…
30.11.2022
141
Прибор Константа КТ
Прибор Константа КТ
15 июля стартуют официальные продажи прибора Константа КТ – портативного многофункционального твердомера черных и цветных металлов и…
Coatings Today
03.07.2019
525