Stúdzje fynt kaai foar it ferbetterjen fan batterijlibben: ynteraksjes tusken dieltsjes

Neffens rapporten fan bûtenlânske media, Feng Lin, in associate professor yn 'e ôfdieling Skiekunde oan Virginia Tech College of Science, en syn ûndersyksteam fûnen dat iere batterijferfal blykt te wurde oandreaun troch de eigenskippen fan yndividuele elektrodepartikels, mar nei tsientallen ladingen Nei looping, hoe't dy dieltsjes byinoar passe is wichtiger.

"Dizze stúdzje ûntbleatet de geheimen fan hoe't jo batterijelektroden ûntwerpe en fabrisearje foar lange batterijlibben," sei Lin. Op it stuit wurket it laboratoarium fan Lin oan it opnij ûntwerpen fan batterijelektroden om fluch opladen, legere kosten, Langere libben en miljeufreonlike elektrodes-arsjitektuer te meitsjen.

0
Kommentaar
sammelje
lykas
technology
Stúdzje fynt kaai foar it ferbetterjen fan batterijlibben: ynteraksjes tusken dieltsjes
GasgooLiu Liting5小时前
Neffens rapporten fan bûtenlânske media, Feng Lin, in associate professor yn 'e ôfdieling Skiekunde oan Virginia Tech College of Science, en syn ûndersyksteam fûnen dat iere batterijferfal blykt te wurde oandreaun troch de eigenskippen fan yndividuele elektrodepartikels, mar nei tsientallen ladingen Nei looping is it wichtiger hoe't dy dieltsjes byinoar passe.

"Dizze stúdzje ûntbleatet de geheimen fan hoe't jo batterijelektroden ûntwerpe en fabrisearje foar lange batterijlibben," sei Lin. Op it stuit wurket it laboratoarium fan Lin oan it opnij ûntwerpen fan batterijelektroden om fluch opladen, legere kosten, Langere libben en miljeufreonlike elektrodes-arsjitektuer te meitsjen.

Ofbylding boarne: Feng Lin

"As de elektrodes-arsjitektuer elk yndividueel dieltsje rap kin reagearje op elektryske sinjalen, sille wy in geweldige toolbox hawwe om batterijen fluch op te laden," sei Lin. "Wy binne entûsjast om ús begryp fan 'e folgjende generaasje fan lege kosten fluch opladen batterijen mooglik te meitsjen. ”

It ûndersyk waard útfierd yn gearwurking mei it US Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory, Purdue University en de European Synchrotron Radiation Facility. Zhengrui Xu en Dong Ho, postdoctoral fellows yn Lin's laboratoarium, binne ek mei-auteurs op it papier, liedende elektrodefabrikaasje, batterijfabrikaasje, en batterijprestaasjesmjittingen, en assistearje mei X-ray-eksperiminten en gegevensanalyse.

"De basisboustiennen binne dizze dieltsjes dy't batterijelektroden útmeitsje, mar as se opskaald binne, ynteraksje dizze dieltsjes mei elkoar," sei SLAC-wittenskipper Yijin Liu, in keardel by de Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL). "As jo ​​​​bettere batterijen wolle meitsje, moatte jo witte hoe't jo dieltsjes byinoar kinne sette."

As ûnderdiel fan 'e stúdzje brûkten Lin, Liu en oare kollega's komputerfisytechniken om te studearjen hoe't de yndividuele dieltsjes dy't de elektroden fan oplaadbare batterijen foarmje, oer de tiid ôfbrekke. It doel dizze kear is om net allinich yndividuele dieltsjes te studearjen, mar ek de manieren wêrop se gearwurkje om de batterijlibben te ferlingjen of te ferminderjen. It ultime doel is om nije manieren te learen om it libben fan batterijûntwerpen te ferlingjen.

As ûnderdiel fan 'e stúdzje, it team studearre de batterij kathode mei X-rays. Se brûkten röntgentomografy om in 3D-ôfbylding fan 'e kathode fan' e batterij te rekonstruearjen nei ferskate oplaadsyklusen. Se snijden dan dizze 3D-ôfbyldings yn in searje 2D-slices en brûkten kompjûterfisymetoaden om de dieltsjes te identifisearjen. Neist Lin en Liu omfette de stúdzje SSRL postdoctoral ûndersiker Jizhou Li, Purdue University heechlearaar meganyske engineering Keije Zhao, en Purdue University ôfstudearre studint Nikhil Sharma.

De ûndersikers identifisearre úteinlik mear as 2.000 yndividuele dieltsjes, berekkenjen net allinich yndividuele dieltsje-eigenskippen lykas grutte, foarm en oerflakruwheid, mar ek funksjes lykas hoe faak de dieltsjes yn direkt kontakt mei elkoar wiene en hoefolle de dieltsjes fan foarm feroare.

Dêrnei seagen se nei hoe't elk eigendom feroarsake de dieltsjes om te brekken, en fûnen dat nei 10 oplaadsyklusen de grutste faktoaren de eigenskippen fan 'e yndividuele dieltsjes wiene, ynklusyf hoe sfearysk de dieltsjes wiene en de ferhâlding fan dieltsjevolumint oant oerflak. Nei 50 syklusen, lykwols, rieden pairing en groep eigenskippen de dieltsje ûntbining - lykas hoe fier útinoar de twa dieltsjes wiene, hoefolle de foarm feroare, en oft de mear langwerpige fuotbal bal-foarmige dieltsjes hiene ferlykbere oriïntaasjes.

"De reden is net langer allinich it dieltsje sels, mar de dieltsje-dieltsje ynteraksje," sei Liu. Dizze fynst is wichtich om't it betsjut dat fabrikanten techniken kinne ûntwikkelje om dizze eigenskippen te kontrolearjen. Se kinne bygelyks magnetyske of elektryske fjilden brûke.

Lin tafoege: "Wy hawwe yntinsyf ûndersocht hoe't jo EV-batterijen effisjint meitsje kinne wurkje ûnder fluch opladen en betingsten mei lege temperatueren. Njonken it ûntwerpen fan nije materialen dy't batterijkosten kinne ferminderje troch goedkeapere en mear oerfloedige grûnstoffen te brûken, is ús laboratoarium D'r ek in trochgeande poging west om batterijgedrach fuort fan lykwicht te begripen. Wy binne begon te studearjen fan batterijmaterialen en har reaksje op hurde omjouwings.