Nakaplagan sa pagtuon ang yawe sa pagpauswag sa kinabuhi sa baterya: Mga interaksyon tali sa mga partikulo

Sumala sa mga taho sa langyaw nga media, si Feng Lin, usa ka kauban nga propesor sa Departamento sa Chemistry sa Virginia Tech College of Science, ug ang iyang grupo sa panukiduki nakit-an nga ang sayo nga pagkadunot sa baterya daw gimaneho sa mga kabtangan sa indibidwal nga mga partikulo sa electrode, apan pagkahuman sa daghang mga kaso. Pagkahuman sa pag-loop, kung giunsa ang pagtakdo sa mga partikulo mas hinungdanon.

"Kini nga pagtuon nagpadayag sa mga sekreto kung giunsa ang pagdesinyo ug paghimo sa mga electrodes sa baterya alang sa taas nga kinabuhi sa siklo sa baterya," ingon ni Lin. Sa pagkakaron, ang lab ni Lin nagtrabaho sa pagdesinyo pag-usab sa mga electrodes sa baterya aron makamugna og paspas nga pag-charge, mas ubos nga gasto, Mas taas nga kinabuhi ug arkitektura nga electrode nga mahigalaon sa kinaiyahan.

0
Komento
pagkolekta
sama sa
teknolohiya
Nakaplagan sa pagtuon ang yawe sa pagpauswag sa kinabuhi sa baterya: Mga interaksyon tali sa mga partikulo
GasgooLiu Liting5小时前
Sumala sa mga taho sa langyaw nga media, si Feng Lin, usa ka kauban nga propesor sa Departamento sa Chemistry sa Virginia Tech College of Science, ug ang iyang grupo sa panukiduki nakit-an nga ang sayo nga pagkadunot sa baterya daw gimaneho sa mga kabtangan sa indibidwal nga mga partikulo sa electrode, apan pagkahuman sa daghang mga kaso. Pagkahuman sa pag-loop, kung giunsa ang pagtakdo sa mga partikulo mas hinungdanon.

"Kini nga pagtuon nagpadayag sa mga sekreto kung giunsa ang pagdesinyo ug paghimo sa mga electrodes sa baterya alang sa taas nga kinabuhi sa siklo sa baterya," ingon ni Lin. Sa pagkakaron, ang lab ni Lin nagtrabaho sa pagdesinyo pag-usab sa mga electrodes sa baterya aron makamugna og paspas nga pag-charge, mas ubos nga gasto, Mas taas nga kinabuhi ug arkitektura nga electrode nga mahigalaon sa kinaiyahan.

Tinubdan sa hulagway: Feng Lin

"Kung ang arkitektura sa electrode nagtugot sa matag indibidwal nga partikulo nga dali nga motubag sa mga signal sa elektrisidad, kita adunay usa ka maayo nga toolbox aron paspas nga ma-charge ang mga baterya," ingon ni Lin. "Kami naghinam-hinam nga makahimo sa among pagsabut sa sunod nga henerasyon sa mga barato nga paspas nga pag-charge nga mga baterya. ”

Ang panukiduki gihimo sa pakigtambayayong sa US Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory, Purdue University ug sa European Synchrotron Radiation Facility. Si Zhengrui Xu ug Dong Ho, mga kauban sa postdoctoral sa lab ni Lin, kauban usab nga tagsulat sa papel, nanguna sa paggama sa electrode, paggama sa baterya, ug pagsukod sa performance sa baterya, ug nagtabang sa mga eksperimento sa X-ray ug pagtuki sa datos.

"Ang sukaranan nga mga bloke sa pagtukod mao kini nga mga partikulo nga naglangkob sa mga electrodes sa baterya, apan kung gi-scale, kini nga mga partikulo nag-interact sa usag usa," ingon ang siyentista sa SLAC nga si Yijin Liu, usa ka kauban sa Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL). "Kung gusto nimo nga maghimo labi ka maayo nga mga baterya, kinahanglan nimo mahibal-an kung giunsa ang paghiusa sa mga partikulo."

Isip kabahin sa pagtuon, si Lin, Liu ug uban pang mga kauban migamit sa mga teknik sa computer vision aron tun-an kung giunsa ang indibidwal nga mga partikulo nga naglangkob sa mga electrodes sa rechargeable nga mga baterya nga naguba sa paglabay sa panahon. Ang tumong niining panahona mao ang pagtuon dili lamang sa tagsa-tagsa nga mga partikulo, kondili usab sa mga paagi diin sila magtinabangay aron mapalugway o makunhuran ang kinabuhi sa baterya. Ang katapusang tumong mao ang pagkat-on og bag-ong mga paagi aron mapalawig ang kinabuhi sa mga disenyo sa baterya.

Isip kabahin sa pagtuon, gitun-an sa team ang battery cathode nga adunay X-rays. Gigamit nila ang X-ray tomography aron matukod pag-usab ang usa ka 3D nga litrato sa cathode sa baterya pagkahuman sa lainlaing mga siklo sa pag-charge. Dayon ilang giputol kining mga 3D nga mga hulagway ngadto sa sunod-sunod nga 2D nga mga hiwa ug gigamit ang mga paagi sa computer vision aron mailhan ang mga partikulo. Dugang pa nila Lin ug Liu, ang pagtuon naglakip sa SSRL postdoctoral researcher nga si Jizhou Li, Purdue University mechanical engineering professor Keije Zhao, ug Purdue University graduate student Nikhil Sharma.

Ang mga tigdukiduki sa katapusan nakaila sa labaw pa sa 2,000 ka indibidwal nga mga partikulo, nga nagkalkula dili lamang sa indibidwal nga mga partikulo nga mga kinaiya sama sa gidak-on, porma, ug pagkabaga sa nawong, apan usab mga bahin sama sa kung unsa ka sagad ang mga partikulo direkta nga nagkontak sa usag usa ug kung unsa ka dako ang pagbag-o sa mga partikulo.

Sunod, ilang gitan-aw kung giunsa ang matag kabtangan hinungdan sa pagkaguba sa mga partikulo, ug nakit-an nga pagkahuman sa 10 nga mga siklo sa pag-charge, ang pinakadako nga hinungdan mao ang mga kabtangan sa indibidwal nga mga partikulo, lakip kung unsa ka lingin ang mga partikulo ug ang ratio sa gidaghanon sa partikulo sa lugar sa nawong. Human sa 50 ka mga siklo, bisan pa niana, ang pagpares ug mga kabtangan sa grupo nagduso sa pagkadunot sa partikulo—sama sa gilay-on sa duha ka mga partikulo, unsa ka dako ang kausaban sa porma, ug kon ang mas taas nga mga partikulo nga pormag bola sa soccer adunay susama nga mga oryentasyon.

"Ang hinungdan dili na ang partikulo mismo, apan ang interaksyon sa particle-particle," miingon si Liu. Importante kini nga pagpangita tungod kay kini nagpasabot nga ang mga tiggama makahimo og mga teknik aron makontrol kini nga mga kabtangan. Pananglitan, mahimo nilang magamit ang magnetic o electric field Pag-align sa mga elongated particle sa usag usa, ang pinakabag-o nga mga nahibal-an nagsugyot nga kini molugway sa kinabuhi sa baterya.

Si Lin midugang: "Kami intensive nga nagsiksik kung giunsa ang paghimo sa mga baterya sa EV nga epektibo sa ilawom sa paspas nga pag-charge ug ubos nga mga kondisyon sa temperatura. Dugang pa sa pagdesinyo sa bag-ong mga materyales nga makapakunhod sa gasto sa baterya pinaagi sa paggamit sa mas barato ug mas abunda nga hilaw nga materyales, ang among laboratoryo Adunay usab padayon nga paningkamot aron masabtan ang kinaiya sa baterya nga layo sa panimbang. Nagsugod kami sa pagtuon sa mga materyales sa baterya ug ang ilang tubag sa mapintas nga mga palibot.