Изилдөө батареянын иштөө мөөнөтүн жакшыртуунун ачкычын табат: бөлүкчөлөрдүн ортосундагы өз ара аракеттенүү

Чет элдик маалымат каражаттарынын жазганына караганда, Вирджиния технологиялык колледжинин химия бөлүмүнүн доценти Фэн Лин жана анын изилдөө тобу батареянын эрте ажыроосу жеке электрод бөлүкчөлөрүнүн касиеттери менен шартталган, бирок ондогон заряддардан кийин пайда болгонун аныкташкан. Циклден кийин, ал бөлүкчөлөр кантип бири-бирине туура келиши маанилүү.

"Бул изилдөө батареянын узак иштөө мөөнөтү үчүн аккумулятордук электроддорду кантип долбоорлоонун жана жасоонун сырларын ачып берет" деди Лин. Учурда Линдин лабораториясы тез кубатталган, арзаныраак, узак мөөнөттүү жана экологиялык таза электрод архитектурасын түзүү үчүн аккумулятордук электроддорду кайра конструкциялоонун үстүндө иштеп жатат.

0
Комментарий
чогултуу
сыяктуу
технология
Изилдөө батареянын иштөө мөөнөтүн жакшыртуунун ачкычын табат: бөлүкчөлөрдүн ортосундагы өз ара аракеттенүү
GasgooLiu Liting5小时前
Чет элдик маалымат каражаттарынын жазганына караганда, Вирджиния технологиялык колледжинин химия бөлүмүнүн доценти Фэн Лин жана анын изилдөө тобу батареянын эрте ажыроосу жеке электрод бөлүкчөлөрүнүн касиеттери менен шартталган, бирок ондогон заряддардан кийин пайда болгонун аныкташкан. Циклден кийин, ал бөлүкчөлөр кантип бири-бирине туура келиши маанилүү.

"Бул изилдөө батареянын узак иштөө мөөнөтү үчүн аккумулятордук электроддорду кантип долбоорлоонун жана жасоонун сырларын ачып берет" деди Лин. Учурда Линдин лабораториясы тез кубатталган, арзаныраак, узак мөөнөттүү жана экологиялык таза электрод архитектурасын түзүү үчүн аккумулятордук электроддорду кайра конструкциялоонун үстүндө иштеп жатат.

Сүрөт булагы: Фэн Лин

"Электроддун архитектурасы ар бир бөлүкчөнүн электрдик сигналдарга тез жооп берүүгө мүмкүндүк бергенде, бизде батареяларды тез заряддоо үчүн сонун куралдар кутучасы болот" деди Лин. «Биз арзан баадагы тез кубатталуучу батарейкалардын кийинки муунун түшүнүүгө мүмкүнчүлүк бергенибизге кубанычтабыз. ”

Изилдөө АКШнын Энергетика министрлигинин SLAC Улуттук тездеткич лабораториясы, Пердю университети жана Европанын синхротрондук нурлануу мекемеси менен биргеликте жүргүзүлдү. Zhengrui Xu жана Dong Ho, Линдин лабораториясынын пост-докторанттары, ошондой эле кагаздын авторлоштору болуп, электроддорду жасоону, батареяларды жасоону жана батареянын иштешин өлчөөдө, рентгендик эксперименттерге жана маалыматтарды талдоодо жардам беришет.

"Негизги курулуш материалдары бул батареянын электроддорун түзгөн бөлүкчөлөр, бирок масштабы чоңойгондо, бул бөлүкчөлөр бири-бири менен өз ара аракеттенишет" деди SLAC окумуштуусу Йижин Лю, Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL) кызматкери. "Эгер сиз жакшыраак батарейка жасагыңыз келсе, анда бөлүкчөлөрдү кантип бириктирүүнү билишиңиз керек."

Изилдөөнүн бир бөлүгү катары Лин, Лю жана башка кесиптештер кайра заряддалуучу батареялардын электроддорун түзгөн айрым бөлүкчөлөр убакыттын өтүшү менен кантип бузуларын изилдөө үчүн компьютердик көрүү ыкмаларын колдонушкан. Бул жолку максат жеке бөлүкчөлөрдү эле эмес, батареянын иштөө мөөнөтүн узартуу же кыскартуу үчүн биргелешип иштөө ыкмаларын да изилдөө. Түпкү максат - батареянын конструкцияларынын иштөө мөөнөтүн узартуунун жаңы жолдорун үйрөнүү.

Изилдөөнүн алкагында команда батареянын катодун рентген нурлары менен изилдеген. Алар ар кандай заряддоо циклдеринен кийин батареянын катодунун 3D сүрөтүн калыбына келтирүү үчүн рентген томографиясын колдонушкан. Андан кийин алар бул 3D сүрөттөрдү бир катар 2D кесимдерге кесип, бөлүкчөлөрдү аныктоо үчүн компьютердик көрүү ыкмаларын колдонушту. Лин менен Люден тышкары, изилдөөгө SSRL пост-докторанты изилдөөчүсү Жичжоу Ли, Пурдю университетинин машина куруу боюнча профессору Кейже Чжао жана Пурдю университетинин аспиранты Никхил Шарма кирди.

Изилдөөчүлөр акырында 2000ден ашык жеке бөлүкчөлөрдү аныктап, бөлүкчөлөрдүн өлчөмү, формасы жана бетинин бүдүрлүүлүгү сыяктуу жекече мүнөздөмөлөрүн гана эсептебестен, бөлүкчөлөр бири-бири менен канчалык көп байланышта болгондугу жана бөлүкчөлөрдүн формасын канчалык өзгөрткөнү сыяктуу өзгөчөлүктөргө ээ болушкан.

Андан кийин, алар ар бир касиет бөлүкчөлөрдүн бузулушуна кандайча себеп болгонун карап чыгышты жана 10 заряддоо циклинен кийин эң чоң факторлор жеке бөлүкчөлөрдүн касиеттери, анын ичинде бөлүкчөлөрдүн канчалык шар формасында болгондугу жана бөлүкчөлөрдүн көлөмүнүн беттин аянтына болгон катышы экенин аныкташты. Бирок 50 циклден кийин жупташуу жана топтук касиеттер бөлүкчөлөрдүн ажыроосуна түрткү болгон, мисалы, эки бөлүкчөнүн бири-биринен канчалык алыс болгондугу, формасы канчалык өзгөргөндүгү жана узунураак футбол топу түрүндөгү бөлүкчөлөрдүн багыттары окшош болгонбу.

"Себеби мындан ары бөлүкчөнүн өзү эмес, бөлүкчөлөр менен бөлүкчөлөрдүн өз ара аракети" деди Лю. Бул табылга маанилүү, анткени бул өндүрүүчүлөр бул касиеттерди көзөмөлдөө ыкмаларын иштеп чыга алат дегенди билдирет. Мисалы, алар магниттик же электрдик талааларды колдоно алышы мүмкүн Узун бөлүкчөлөрдү бири-бири менен тегиздөө, акыркы табылгалар бул батареянын иштөө мөөнөтүн узартат деп көрсөтүп турат.

Лин кошумчалагандай: «Биз EV батарейкаларын тез кубаттоо жана төмөн температура шарттарында кантип натыйжалуу иштөөнү тыкыр изилдеп жатабыз. Арзаныраак жана мол чийки заттарды колдонуу менен батарейканын чыгымдарын азайта ала турган жаңы материалдарды долбоорлоодон тышкары, биздин лабораторияда тең салмактуулуктан алысыраак батареянын жүрүм-турумун түшүнүү аракети үзгүлтүксүз жүргүзүлүүдө. Биз батареянын материалдарын жана алардын катаал чөйрөгө реакциясын изилдей баштадык».