（圖源：萊斯大學(xué)官網(wǎng)）

據(jù)外媒報(bào)道，萊斯大學(xué)博士后研究員AnulekhaHaridas利用所構(gòu)建的鋰離子全電池，測(cè)試氧化鋁涂層對(duì)正極的影響。該納米涂層可以保護(hù)正極不發(fā)生降解。

萊斯大學(xué)布朗工程學(xué)院（RiceUniversity'sBrownSchoolofEngineering）的研究人員，將一層薄薄的氧化鋁涂在普通正極上，發(fā)現(xiàn)這會(huì)使電動(dòng)汽車的電池性能更好，并具有更強(qiáng)大的離網(wǎng)儲(chǔ)能能力。

美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)在研究報(bào)告中描述一種以前未知的機(jī)制。在這種機(jī)制下，鋰被困在電池中，限制了全功率狀態(tài)下的充放電次數(shù)，但這并沒(méi)有讓人們失去希望。萊斯化學(xué)和生物分子實(shí)驗(yàn)室的工程師SibaniLisaBiswal，在電池中找到一個(gè)最佳點(diǎn)，通過(guò)不讓電池的存儲(chǔ)容量達(dá)到最大化，為相關(guān)應(yīng)用供應(yīng)平穩(wěn)的循環(huán)。

Biswal表示，傳統(tǒng)鋰離子電池采用的是石墨基負(fù)極，其容量低于400mAh/g。相比之下，硅負(fù)極的潛在容量可能是它的10倍。但是，硅負(fù)極也存在缺陷：當(dāng)硅與鋰結(jié)合生成合金時(shí)，硅會(huì)膨脹，給負(fù)極造成壓力。該團(tuán)隊(duì)利用多孔性硅打造電池，并將其容量限制為1000mAh/g，結(jié)果顯示，所測(cè)試電池循環(huán)穩(wěn)定，并能保持良好的容量。Biswal說(shuō):“容量最大化會(huì)給材料帶來(lái)很大的壓力。這一策略可以在不出現(xiàn)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(tuán)隊(duì)由博士后研究員AnulekhaHaridas領(lǐng)導(dǎo)，他們測(cè)試了大容量多孔硅負(fù)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(jīng)過(guò)數(shù)百個(gè)循環(huán)，表現(xiàn)出穩(wěn)定的可循環(huán)性和1000mAh/g容量。通過(guò)原子層沉積，在一些正極上覆以3nm氧化鋁層，另一些則沒(méi)有。研究人員發(fā)現(xiàn)，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(zhì)。測(cè)試表明，氧化鋁還能加快電池的充電速度，并減少充放電次數(shù)。

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(jīng)發(fā)現(xiàn)，硅負(fù)極可以大量捕獲鋰，使其不適用于電力設(shè)備。但這是有關(guān)氧化鋁本身可吸收鋰直至飽和的首份報(bào)告。從這一點(diǎn)看，該層可作為催化劑，促進(jìn)正極的離子遷移。Haridas說(shuō)：“這種鋰捕獲機(jī)制可以有效地保護(hù)正極，為全電池保持穩(wěn)定的容量和能量密度?！?/p>