劳伦斯伯克利国家实验室(BerkeleyLab)的科学家开发出一种名为HOS-PFM的导电聚合物涂层，可以为电动汽车提供更持久、更强大的锂离子电池。

伯克利实验室能源技术领域的资深科学家刘高说：“这一进展开辟了一种开发更实惠、更易于制造的电动汽车电池的新方法。”

HOS-PFM涂层同时传导电子和离子。这确保了电池稳定性和高充电/放电率，同时延长了电池寿命。Liu补充说，该涂层还显示出作为电池粘合剂的前景，可以将锂离子电池的平均寿命从平均10年延长至约15年。

为了展示HOS-PFM卓越的导电和粘合性能，Liu和他的团队在铝和硅电极上涂上了HOS-PFM，并在锂离子电池装置中测试了它们的性能。

硅和铝是很有前途的锂离子电池电极材料，因为它们具有潜在的高储能能力和轻质外形。但这些廉价且丰富的材料在多次充电/放电循环后会迅速磨损。

HOS-PFM导电粘合剂由无毒聚合物制成，可在原子水平上响应热而发生转变。加热前：在室温(20摄氏度)下，PFM聚合物链上的烷基端链(黑色波浪线)限制了锂离子(红色圆圈)的移动。加热后：当加热到大约450摄氏度(842华氏度)时，烷基端链熔化，形成空置的“粘性”位点(蓝色波浪线)，在原子水平上“吸附”到硅或铝材料上。PFM的聚合物链然后自组装成意大利面条状的链，称为“分层有序结构”或HOS。就像原子高速公路一样，HOS-PFM链允许锂离子搭上电子的便车(蓝色圆圈)。这些锂离子和电子沿着对齐的导电聚合物链同步移动。

在AdvancedLightSource和MolecularFoundry进行的实验中，研究人员证明，HOS-PFM涂层可显着防止硅基和铝基电极在电池循环过程中降解，同时提供超过300次循环的高电池容量，性能率与使用当今最先进的电极。

Liu说，结果令人印象深刻，因为硅基锂离子电池通常只能持续有限次数的充电/放电循环和日历寿命。研究人员最近在《自然能源》杂志上描述了这些发现。

HOS-PFM涂层可以允许使用含有多达80%硅的电极。刘说，如此高的硅含量可以将锂离子电池的能量密度提高至少30%。他补充说，由于硅比当今电极的标准材料石墨便宜，因此更便宜的电池可以显着增加入门级电动汽车的可用性。

该团队下一步计划与公司合作，扩大HOS-PFM以进行大规模制造。