導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電原理并不相同，最早發(fā)現(xiàn)的摻雜聚乙炔是電子導(dǎo)體，而電化學常用的聚苯胺聚吡咯都是離子導(dǎo)體，不同類型的導(dǎo)電聚合物特性是不同的。即便屬于半導(dǎo)體的導(dǎo)電聚合物也分n型和p型。所以不能一概而論導(dǎo)電聚合物是導(dǎo)體還是半導(dǎo)體。

新型PEDOT涂層對鋰離子電池陰極有哪些好處？

盡管實驗性質(zhì)的電池設(shè)計方案已經(jīng)取得了長足的進步，但現(xiàn)有的鋰離子電池仍有較大的改進空間。

阿貢國家實驗室的科學家們，剛剛開發(fā)出了一種被稱作 PEDOT 的新型陰極涂層，特點是能夠讓鋰離子電池更安全、長久地運行。

眾所周知，鋰離子電池的一個短板，就是陰極會在使用過程中產(chǎn)生過量的氧氣，并與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

【來自：Argonne National Laboratory】

這種現(xiàn)象會在陰極表面上形成一層膜，導(dǎo)致兩者之間能量傳遞的減少，進而影響整個電池的性能。

為緩解這個問題，大多數(shù)鋰離子電池都會在陰極上覆蓋特殊的涂層，但往往又會帶來另一個問題 —— 減慢了鋰離子的進出速度、降低了電池的效率。

此外由于不能覆蓋整個表面，當電池在更高的溫度或電壓下工作時，降解仍可能發(fā)生。

【研究配圖 - 1：oCVD 工藝與涂層粒子結(jié)構(gòu)差異】

好消息是，阿貢國家實驗室開發(fā)的新型 PEDOT 涂層，能夠覆蓋鋰離子電池中陰極的每一個顆粒，以改善其使用壽命。

研究團隊選擇了一種被稱作 PEDOT 的導(dǎo)電聚合物來替代傳統(tǒng)陰極涂層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在保護陰極的同時，PEDOT 仍允許鋰離子和電子的通過。

而且由于 PEDOT 是使用氧化化學氣相沉積技術(shù)從氣體中施加，因而能夠覆蓋陰極的每個單獨粒子，較常規(guī)涂層的表現(xiàn)更加全面。

【研究配圖 - 2：PEDOT 涂層形成后的效果】

據(jù)悉，新涂層能夠?qū)F(xiàn)有鋰離子電池的工作電壓從 4.2V 提升到 4.6V 。在降低電池組件成本的同時，還可有效延長設(shè)備續(xù)航和電池壽命。

研究作者 Khalil Amine 表示：“這是一項難以置信、但又振奮人心的進步，有望極大地改善對我們所依賴的設(shè)備的使用體驗”。

【研究配圖 - 3：PEDOT 陰極涂層特寫】

有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）和《自然》（Nature）期刊上，原標題為：

《Boosting Superior Lithium Storage Performance of Alloy‐Based Anode Materials via Ultraconformal Sb Coating–Derived Favorable Solid‐Electrolyte Interphase》

《Building ultraconformal protective layers on both secondary and primary particles of layered lithium transition metal oxide cathodes》

標簽：鋰離子陰極涂層導(dǎo)電聚合物