研究人員發現︰氧化鋁涂層可以保護電池正極 並促進電池反應

　　據外媒報道，萊斯大學博士後研究員Anulekha Haridas利用所構建的鋰離子全電池，測試氧化鋁涂層對正極的影響。該納米涂層可以保護正極不發生降解。

　　萊斯大學布朗工程學院（Rice University’s Brown School of Engineering）的研究人員，將一層薄薄的氧化鋁涂在普通正極上，發現這會使電動汽車的電池性能更好，並具有更強大的離網儲能能力。

　　美國化學學會在研究報告中描述一種以前未知的機制。在這種機制下，鋰被困在電池中，限制了全功率狀態下的充放電次數，但這並沒有讓人們失去希望。萊斯化學和生物分子實驗室的工程師Sibani Lisa Biswal，在電池中找到一個點，通過不讓電池的存儲容量達到化，為相關應用提供平穩的循環。

　　Biswal表示，傳統鋰離子電池采用的是石墨基負極，其容量低于400mAh/g。相比之下，硅負極的潛在容量可能是它的10倍。但是，硅負極也存在缺陷︰當硅與鋰結合生成合金時，硅會膨脹，給負極造成壓力。該團隊利用多孔性硅打造電池，並將其容量限制為1000mAh/g，結果顯示，所測試電池循環穩定，並能保持良好的容量。Biswal說︰“容量化會給材料帶來很大的壓力。這一策略可以在不產生同等壓力的情況下獲得容量。1000mAh/g稱得上是很大的飛躍。”

　　該團隊由博士後研究員Anulekha Haridas領導，他們測試了大容量多孔硅負極（代替石墨）與高壓鎳錳鈷氧化物（NMC）正極相搭配的概念。鋰離子全電池經過數百個循環，表現出穩定的可循環性和1000 mAh/g容量。通過原子層沉積，在一些正極上覆以3nm氧化鋁層，另一些則沒有。研究人員發現，在氫氟酸存在的情況下，氧化鋁涂層可以防止正極分解。氫氟酸的形成是由于水（甚至是微量的水）入侵液體電解質。測試表明，氧化鋁還能加快電池的充電速度，並減少充放電次數。

　　Haridas表示，鋰在氧化鋁中快速傳輸，可能被大量捕獲。研究人員已經發現，硅負極可以大量捕獲鋰，使其不適用于電力設備。但這是關于氧化鋁本身可吸收鋰直至飽和的首份報告。從這一點看，該層可作為催化劑，促進正極的離子遷移。Haridas說︰“這種鋰捕獲機制可以有效地保護正極，為全電池保持穩定的容量和能量密度。”

資訊來源︰蓋世汽車

圖片來源︰網絡