Studie fënnt Schlëssel fir d'Batteriedauer ze verbesseren: Interaktiounen tëscht Partikelen

Laut auslännesche Medienberichter hunn de Feng Lin, en Associé Professer am Departement Chimie um Virginia Tech College of Science, a seng Fuerschungsteam fonnt datt fréi Batterieverfall duerch d'Eegeschafte vun eenzel Elektrodenpartikelen gedriwwe gëtt, awer no Dosende vu Ladungen. Nom Looping ass méi wichteg wéi dës Partikel matenee passen.

"Dës Etude weist d'Geheimnisser wéi d'Batterieelektroden fir eng laang Batteriezyklus ze designen an ze fabrizéieren", sot Lin. De Moment schafft dem Lin säi Labo un der neier Design vun Batterieelektroden fir séier Laden, méi niddreg Käschte, méi laang Liewen an ëmweltfrëndlech Elektrodenarchitektur ze kreéieren.

0
Kommentéieren
sammelen
gär
Technologie
Studie fënnt Schlëssel fir d'Batteriedauer ze verbesseren: Interaktiounen tëscht Partikelen
GasgooLiu Liting5小时前
Laut auslännesche Medienberichter hunn de Feng Lin, en Associé Professer am Departement Chimie um Virginia Tech College of Science, a seng Fuerschungsteam fonnt datt fréi Batterieverfall duerch d'Eegeschafte vun eenzel Elektrodenpartikelen gedriwwe gëtt, awer no Dosende vu Ladungen. Nom Looping ass méi wichteg wéi dës Partikel matenee passen.

"Dës Etude weist d'Geheimnisser wéi d'Batterieelektroden fir eng laang Batteriezyklus ze designen an ze fabrizéieren", sot Lin. De Moment schafft dem Lin säi Labo un der neier Design vun Batterieelektroden fir séier Laden, méi niddreg Käschte, méi laang Liewen an ëmweltfrëndlech Elektrodenarchitektur ze kreéieren.

Bildquell: Feng Lin

"Wann d'Elektrodenarchitektur erlaabt all eenzel Partikel séier op elektresch Signaler z'äntwerten, hu mir eng super Toolbox fir séier Batterien ze laden", sot Lin. "Mir si begeeschtert eist Verständnis vun der nächster Generatioun vu Low-Cost Schnellladungsbatterien z'erméiglechen. "

D'Fuerschung gouf an Zesummenaarbecht mam US Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory, Purdue University an der European Synchrotron Radiation Facility gemaach. Zhengrui Xu an Dong Ho, postdoctoral Gesellschaften am Lin sengem Labo, sinn och Co-Autoren op dem Pabeier, féierend Elektrodenfabrikatioun, Batteriefabrikatioun, a Batterieleistungsmiessungen, an hëllefen mat Röntgenexperimenter an Datenanalyse.

"D'Basis Bausteng sinn dës Partikelen, déi Batterieelektroden ausmaachen, awer wann se opskaléiert sinn, interagéieren dës Partikelen mateneen", sot de SLAC Wëssenschaftler Yijin Liu, e Matbierger bei der Stanford Synchrotron Stralung Liichtquell (SSRL). "Wann Dir besser Batterien maache wëllt, musst Dir Wësse wéi Dir Partikelen zesummesetzt."

Als Deel vun der Studie hunn Lin, Liu an aner Kollegen Computervisiounstechnike benotzt fir ze studéieren wéi déi eenzel Partikelen, déi d'Elektroden vun nofëllbaren Batterien ausmaachen, mat der Zäit ofbriechen. D'Zil dës Kéier ass et net nëmmen eenzel Partikelen ze studéieren, awer och d'Weeër wéi se zesumme schaffen fir d'Batteriedauer ze verlängeren oder ze reduzéieren. D'ultimativ Zil ass nei Weeër ze léieren fir d'Liewen vun Batterie Designen ze verlängeren.

Als Deel vun der Studie huet d'Team d'Batteriekathode mat Röntgenstrahlen studéiert. Si hunn Röntgentomographie benotzt fir en 3D Bild vun der Kathode vun der Batterie no verschiddene Ladezyklen ze rekonstruéieren. Si hunn dann dës 3D Biller an eng Serie vun 2D Scheiwen geschnidden an hunn Computervisiounsmethoden benotzt fir d'Partikel z'identifizéieren. Zousätzlech zu Lin a Liu, enthält d'Studie SSRL Postdoctoral Fuerscher Jizhou Li, Purdue University Mechanesch Ingenieur Professer Keije Zhao, an Purdue University Graduéierter Student Nikhil Sharma.

D'Fuerscher identifizéiert schlussendlech méi wéi 2.000 eenzel Partikelen, berechent net nëmmen eenzel Partikelcharakteristike wéi Gréisst, Form an Uewerflächenrauheet, awer och Features wéi wéi dacks d'Partikelen am direkte Kontakt matenee waren a wéi vill d'Partikelen d'Form geännert hunn.

Als nächst hu si gekuckt wéi all Eegenschaft d'Partikel zerbriechen huet, a fonnt datt no 10 Opluedzyklen déi gréisste Faktoren d'Eegeschafte vun den eenzelne Partikel waren, dorënner wéi kugelfërmeg d'Partikel waren an d'Verhältnis vum Partikelvolumen op d'Uewerfläch. No 50 Zyklen hunn d'Paar- a Gruppeigenschaften awer d'Partikel Zersetzung gedriwwen - wéi wäit auseneen déi zwee Partikele waren, wéi vill d'Form geännert huet an ob déi méi verlängert Fussballkugelfërmeg Partikel ähnlech Orientéierungen haten.

"De Grond ass net méi nëmmen de Partikel selwer, mee d'Partikel-Partikel Interaktioun," sot Liu. Dës Entdeckung ass wichteg well et heescht datt Hiersteller Techniken entwéckelen kënnen fir dës Eegeschaften ze kontrolléieren. Zum Beispill kënne se fäeg sinn magnetesch oder elektresch Felder ze benotzen.

Lin huet bäigefüügt: "Mir hunn intensiv ënnersicht wéi mir EV Batterien effizient maache kënnen ënner séier Laden an niddreg Temperaturbedéngungen. Zousätzlech fir nei Materialien ze designen déi d'Batteriekäschte reduzéiere kënnen andeems se méi bëlleg a méi reichend Matière première benotzen, eise Laboratoire Et gouf och e kontinuéierlechen Effort fir d'Batterieverhalen ewech vum Gläichgewiicht ze verstoen. Mir hunn ugefaang Batteriematerial ze studéieren an hir Äntwert op haart Ëmfeld.