Astudiaeth yn canfod allwedd i wella bywyd batri: Rhyngweithiadau rhwng gronynnau

Yn ôl adroddiadau cyfryngau tramor, canfu Feng Lin, athro cyswllt yn yr Adran Cemeg yng Ngholeg Gwyddoniaeth Virginia Tech, a'i dîm ymchwil ei bod yn ymddangos bod pydredd batri cynnar yn cael ei yrru gan briodweddau gronynnau electrod unigol, ond ar ôl dwsinau o daliadau Ar ôl dolennu, mae sut mae'r gronynnau hynny'n cyd-fynd â'i gilydd yn bwysicach.

“Mae’r astudiaeth hon yn datgelu cyfrinachau sut i ddylunio a ffugio electrodau batri ar gyfer bywyd cylch batri hir,” meddai Lin. Ar hyn o bryd, mae labordy Lin yn gweithio ar ailgynllunio electrodau batri i greu pensaernïaeth electrod sy'n codi tâl cyflym, cost is, Bywyd hirach a chyfeillgar i'r amgylchedd.

0
Sylw
casglu
fel
technoleg
Astudiaeth yn canfod allwedd i wella bywyd batri: Rhyngweithiadau rhwng gronynnau
GasgooLiu Liting5小时前
Yn ôl adroddiadau cyfryngau tramor, canfu Feng Lin, athro cyswllt yn yr Adran Cemeg yng Ngholeg Gwyddoniaeth Virginia Tech, a'i dîm ymchwil ei bod yn ymddangos bod pydredd batri cynnar yn cael ei yrru gan briodweddau gronynnau electrod unigol, ond ar ôl dwsinau o daliadau Ar ôl dolennu, mae sut mae'r gronynnau hynny'n cyd-fynd â'i gilydd yn bwysicach.

“Mae’r astudiaeth hon yn datgelu cyfrinachau sut i ddylunio a ffugio electrodau batri ar gyfer bywyd cylch batri hir,” meddai Lin. Ar hyn o bryd, mae labordy Lin yn gweithio ar ailgynllunio electrodau batri i greu pensaernïaeth electrod sy'n codi tâl cyflym, cost is, Bywyd hirach a chyfeillgar i'r amgylchedd.

Ffynhonnell delwedd: Feng Lin

“Pan fydd y bensaernïaeth electrod yn caniatáu i bob gronyn unigol ymateb yn gyflym i signalau trydanol, bydd gennym flwch offer gwych i wefru batris yn gyflym,” meddai Lin. “Rydym yn gyffrous i alluogi ein dealltwriaeth o’r genhedlaeth nesaf o fatris rhad sy’n gwefru’n gyflym. ”

Cynhaliwyd yr ymchwil ar y cyd â Labordy Cyflymydd Cenedlaethol SLAC Adran Ynni yr Unol Daleithiau, Prifysgol Purdue a Chyfleuster Ymbelydredd Synchrotron Ewropeaidd. Mae Zhengrui Xu a Dong Ho, cymrodyr ôl-ddoethurol yn labordy Lin, hefyd yn gyd-awduron ar y papur, gan arwain gwneuthuriad electrod, gwneuthuriad batri, a mesuriadau perfformiad batri, a chynorthwyo gydag arbrofion pelydr-X a dadansoddi data.

“Y blociau adeiladu sylfaenol yw’r gronynnau hyn sy’n ffurfio electrodau batri, ond wrth eu graddio, mae’r gronynnau hyn yn rhyngweithio â’i gilydd,” meddai’r gwyddonydd SLAC Yijin Liu, cymrawd yn Ffynhonnell Golau Ymbelydredd Stanford Synchrotron (SSRL). “Os ydych chi am wneud batris gwell, mae angen i chi wybod sut i roi gronynnau at ei gilydd.”

Fel rhan o'r astudiaeth, defnyddiodd Lin, Liu a chydweithwyr eraill dechnegau gweledigaeth gyfrifiadurol i astudio sut mae'r gronynnau unigol sy'n ffurfio electrodau batris y gellir eu hailwefru yn torri i lawr dros amser. Y nod y tro hwn yw astudio nid yn unig gronynnau unigol, ond hefyd y ffyrdd y maent yn gweithio gyda'i gilydd i ymestyn neu leihau bywyd batri. Y nod yn y pen draw yw dysgu ffyrdd newydd o ymestyn oes dyluniadau batri.

Fel rhan o'r astudiaeth, astudiodd y tîm y catod batri gyda phelydr-X. Fe wnaethant ddefnyddio tomograffeg pelydr-X i ail-greu llun 3D o gatod y batri ar ôl gwahanol gylchoedd gwefru. Yna fe wnaethon nhw dorri'r lluniau 3D hyn yn gyfres o dafelli 2D a defnyddio dulliau gweld cyfrifiadurol i adnabod y gronynnau. Yn ogystal â Lin a Liu, roedd yr astudiaeth yn cynnwys ymchwilydd ôl-ddoethurol SSRL Jizhou Li, athro peirianneg fecanyddol Prifysgol Purdue Keije Zhao, a myfyriwr graddedig o Brifysgol Purdue, Nikhil Sharma.

Yn y pen draw, nododd yr ymchwilwyr fwy na 2,000 o ronynnau unigol, gan gyfrifo nid yn unig nodweddion gronynnau unigol megis maint, siâp, a garwder arwyneb, ond hefyd nodweddion megis pa mor aml yr oedd y gronynnau mewn cysylltiad uniongyrchol â'i gilydd a faint y newidiodd y gronynnau siâp.

Nesaf, buont yn edrych ar sut yr achosodd pob eiddo i'r gronynnau dorri i lawr, a chanfuwyd mai'r ffactorau mwyaf ar ôl 10 cylch gwefru oedd priodweddau'r gronynnau unigol, gan gynnwys pa mor sfferig oedd y gronynnau a'r gymhareb o gyfaint gronynnau i arwynebedd. Ar ôl 50 o gylchoedd, fodd bynnag, fe wnaeth priodweddau paru a grŵp yrru'r dadelfeniad gronynnau - megis pa mor bell oddi wrth ei gilydd oedd y ddau ronyn, faint y newidiodd y siâp, ac a oedd gan y gronynnau siâp pêl pêl-droed mwy hirfain gyfeiriadau tebyg.

“Nid y gronyn ei hun yn unig yw’r rheswm bellach, ond y rhyngweithio gronynnau-gronyn,” meddai Liu. Mae'r canfyddiad hwn yn bwysig oherwydd ei fod yn golygu y gall gweithgynhyrchwyr ddatblygu technegau i reoli'r priodweddau hyn. Er enghraifft, efallai y byddant yn gallu defnyddio meysydd magnetig neu drydan Gan alinio’r gronynnau hirgul â’i gilydd, mae’r canfyddiadau diweddaraf yn awgrymu y bydd hyn yn ymestyn oes batri.”

Ychwanegodd Lin: “Rydym wedi bod yn ymchwilio'n ddwys i sut i wneud i fatris EV weithio'n effeithlon o dan amodau gwefru cyflym a thymheredd isel. Yn ogystal â dylunio deunyddiau newydd a all leihau costau batri trwy ddefnyddio deunyddiau crai rhatach a mwy helaeth, ein labordy Bu ymdrech barhaus hefyd i ddeall ymddygiad batri i ffwrdd o gydbwysedd. Rydym wedi dechrau astudio deunyddiau batri a'u hymateb i amgylcheddau caled. ”