由UNIST的科學(xué)家開發(fā)的一種新型鋰離子電池（LIBs）涂層有望延長未來電動(dòng)汽車（EVs）的行駛時(shí)間。在《自然能源》雜志上發(fā)表的一篇論文中描述了這種涂層，當(dāng)它應(yīng)用于鋰離子電池時(shí)，即使在充放電超過500次后，也能提高循環(huán)穩(wěn)定性。因此，一次電池充電就能行駛更遠(yuǎn)距離的EV電池的開發(fā)獲得了相當(dāng)大的動(dòng)力。

UNIST能源與化學(xué)工程學(xué)院的杰出教授JaephilCho和他的研究團(tuán)隊(duì)公布了一種新的涂層技術(shù)，可以極大地抑制晶間裂紋、化學(xué)副反應(yīng)和阻抗增長。根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的說法，鑒于這是在室溫下發(fā)生的，而且二次粒子并沒有改變晶體的體積，而是在晶界（GB）中產(chǎn)生劇烈的變化，因?yàn)樗鼈儽环磻?yīng)潤濕浸潤。

富鎳(Ni-rich)材料被認(rèn)為是很有前途的陰極材料，因?yàn)樗鼈兛梢砸暂^低的成本提供更高的容量。然而，傳統(tǒng)的富鎳陰極在壽命短方面受到限制，這是因?yàn)槲⒘鸭y和反復(fù)充電/放電操作導(dǎo)致的電解液的副反應(yīng)。因此，為了防止電解液的劣化，目前在700℃以上熱處理生產(chǎn)的所有材料的表面都涂上了一層保護(hù)膜。但是，一直存在著性能差、生產(chǎn)成本高的問題。

CoxB-NCM的電化學(xué)性能優(yōu)于原始NCM。(e)CoxB-NCM/Gr和原始NCM/Gr全電池在1.0C下的循環(huán)性能，在25℃下的電壓范圍為2.8-4.3V。插圖：組裝好的袋式電池的照片

在該研究中，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種室溫合成路線，以實(shí)現(xiàn)二次粒子的全表面覆蓋和對晶界的柔性灌注，從而提供了一種完整的"涂層加灌注"策略。通過該方法，他們構(gòu)建了高質(zhì)量的硼化鈷(CoxB)金屬玻璃灌注NCM二次粒子的反應(yīng)潤濕方法。在界面化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力下，納米級硼化鈷(CoxB)金屬玻璃不僅完全包裹住二次粒子表面，而且還注入到一次粒子之間的晶界(GB)中。這是非凡的，因?yàn)樗l(fā)生在室溫下，二次粒子并沒有改變晶體的體積，而是在GB中產(chǎn)生劇烈的變化，因?yàn)樗鼈儽环磻?yīng)潤濕浸潤。因此，它通過緩解纏繞的陰極側(cè)晶間SCC、微結(jié)構(gòu)退化和副反應(yīng)，以及對陽極的TM交叉效應(yīng)，提供了優(yōu)越的電化學(xué)性能和更好的安全性。

涂層加灌注微結(jié)構(gòu)示意圖，其中CoxB均勻涂覆在NCM二級顆粒表面，并灌注到NCM一級顆粒之間的GB中

他們的研究結(jié)果表明，采用新涂層方法構(gòu)建的電池在500次循環(huán)中表現(xiàn)出了令人印象深刻的95%的容量保持率，與現(xiàn)有的富鎳材料相比，壽命保持率提高了約20%。不僅如此，它還極大地提高了NCM的速率能力和循環(huán)穩(wěn)定性，包括在高放電率和高溫(45?℃)條件下，因?yàn)樗鼧O大地抑制了晶間裂紋、副反應(yīng)和阻抗增長。