Даследаванне знаходзіць ключ да падаўжэння тэрміну службы батарэі: узаемадзеянне паміж часціцамі

Паводле паведамленняў замежных СМІ, Фэн Лін, дацэнт кафедры хіміі Тэхнічнага каледжа Вірджыніі, і яго даследчая група выявілі, што ранні распад батарэі, здаецца, абумоўлены ўласцівасцямі асобных часціц электрода, але пасля дзесяткаў зарадаў Пасля цыкла важней тое, як гэтыя часціцы спалучаюцца разам.

«Гэта даследаванне раскрывае сакрэты таго, як распрацоўваць і вырабляць электроды батарэі для працяглага цыклу працы батарэі», — сказаў Лін. У цяперашні час лабараторыя Ліна працуе над рэканструкцыяй электродаў акумулятара для стварэння архітэктуры электродаў з хуткай зарадкай, больш нізкай коштам, больш доўгім тэрмінам службы і экалагічна чыстай.

0
Каментуйце
збіраць
падабаецца
тэхналогіі
Даследаванне знаходзіць ключ да падаўжэння тэрміну службы батарэі: узаемадзеянне паміж часціцамі
GasgooLiu Liting5小时前
Паводле паведамленняў замежных СМІ, Фэн Лін, дацэнт кафедры хіміі Тэхнічнага каледжа Вірджыніі, і яго даследчая група выявілі, што ранні распад батарэі, здаецца, абумоўлены ўласцівасцямі асобных часціц электрода, але пасля дзесяткаў зарадаў Пасля цыкла важней тое, як гэтыя часціцы спалучаюцца разам.

«Гэта даследаванне раскрывае сакрэты таго, як распрацоўваць і вырабляць электроды батарэі для працяглага цыклу працы батарэі», — сказаў Лін. У цяперашні час лабараторыя Ліна працуе над рэканструкцыяй электродаў акумулятара для стварэння архітэктуры электродаў з хуткай зарадкай, больш нізкай коштам, больш доўгім тэрмінам службы і экалагічна чыстай.

Крыніца выявы: Feng Lin

«Калі архітэктура электродаў дазваляе кожнай асобнай часціцы хутка рэагаваць на электрычныя сігналы, у нас будзе выдатны набор інструментаў для хуткай зарадкі акумулятараў», — сказаў Лін. «Мы рады магчымасці зразумець наступнае пакаленне недарагіх акумулятараў з хуткай зарадкай. »

Даследаванне было праведзена ў супрацоўніцтве з Нацыянальнай лабараторыяй паскаральнікаў SLAC Міністэрства энергетыкі ЗША, Універсітэтам Перд'ю і Еўрапейскім цэнтрам сінхратроннага выпраменьвання. Чжэнгруй Сюй і Донг Хо, дактаранты лабараторыі Ліна, таксама з'яўляюцца сааўтарамі ў артыкуле, вядучым вырабам электродаў, вырабам батарэй і вымярэннямі прадукцыйнасці батарэй, а таксама дапамагаюць у рэнтгенаўскіх эксперыментах і аналізе даных.

«Асноўнымі будаўнічымі блокамі з'яўляюцца гэтыя часціцы, якія складаюць электроды батарэі, але пры павелічэнні маштабу гэтыя часціцы ўзаемадзейнічаюць адна з адной», - сказаў навуковец SLAC Іджын Лю, супрацоўнік Стэнфардскай крыніцы сінхратроннага выпраменьвання (SSRL). «Калі вы хочаце зрабіць лепшыя батарэі, вам трэба ведаць, як злучыць часціцы».

У рамках даследавання Лін, Лю і іншыя калегі выкарыстоўвалі метады камп'ютэрнага зроку, каб вывучыць, як асобныя часціцы, якія ўваходзяць у склад электродаў акумулятарных батарэй, з часам разбураюцца. На гэты раз мэта - вывучыць не толькі асобныя часціцы, але і тое, як яны працуюць разам, каб падоўжыць або скараціць тэрмін службы батарэі. Канчатковая мэта - вывучыць новыя спосабы падаўжэння тэрміну службы акумулятараў.

У рамках даследавання каманда вывучыла катод батарэі з дапамогай рэнтгенаўскіх прамянёў. Яны выкарыстоўвалі рэнтгенаўскую тамаграфію, каб аднавіць 3D-малюнак катода батарэі пасля розных цыклаў зарадкі. Затым яны разрэзалі гэтыя 3D-малюнкі на серыі 2D-фрагментаў і выкарыстоўвалі метады камп'ютэрнага зроку для ідэнтыфікацыі часціц. У дадатак да Ліна і Лю ў даследаванне ўвайшлі дактарант SSRL Цзічжоу Лі, прафесар машынабудавання Універсітэта Перд'ю Кейджэ Чжао і аспірант Універсітэта Перд'ю Ніхіл Шарма.

Даследчыкі ў канчатковым выніку ідэнтыфікавалі больш за 2000 асобных часціц, вылічваючы не толькі асобныя характарыстыкі часціц, такія як памер, форма і шурпатасць паверхні, але і такія характарыстыкі, як частата непасрэднага кантакту часціц адна з адной і наколькі часціцы змянялі форму.

Затым яны паглядзелі, як кожная ўласцівасць выклікае разбурэнне часціц, і выявілі, што пасля 10 цыклаў зарадкі галоўнымі фактарамі былі ўласцівасці асобных часціц, у тым ліку тое, наколькі сферычнымі былі часціцы, і стаўленне аб'ёму часціц да плошчы паверхні. Аднак пасля 50 цыклаў уласцівасці спарвання і групы абумоўлівалі раскладанне часціц, напрыклад, наколькі далёка адзін ад аднаго знаходзіліся дзве часціцы, наколькі змянілася форма і ці мелі больш выцягнутыя часціцы ў форме футбольнага мяча аднолькавую арыентацыю.

«Прычына ўжо не толькі ў самой часціцы, але і ва ўзаемадзеянні паміж часціцамі», — сказаў Лю. Гэта адкрыццё важна, бо азначае, што вытворцы могуць распрацаваць метады кантролю гэтых уласцівасцей. Напрыклад, яны маглі б выкарыстоўваць магнітныя або электрычныя палі, выраўноўваючы выцягнутыя часціцы адна з адной, апошнія высновы паказваюць, што гэта падоўжыць тэрмін службы батарэі».

Лін дадаў: «Мы інтэнсіўна даследавалі, як прымусіць акумулятары электрамабіляў працаваць эфектыўна ва ўмовах хуткай зарадкі і нізкіх тэмператур. У дадатак да распрацоўкі новых матэрыялаў, якія могуць знізіць выдаткі на акумулятары за кошт выкарыстання больш таннай і больш шырокай сыравіны, наша лабараторыя таксама прыкладае пастаянныя намаганні, каб зразумець, як паводзіны акумулятараў адыходзяць ад раўнавагі. Мы пачалі вывучаць матэрыялы акумулятараў і іх рэакцыю на суровыя ўмовы».