Студијата открива клуч за подобрување на траењето на батеријата: интеракции помеѓу честичките

Според извештаите на странските медиуми, Фенг Лин, вонреден професор на Катедрата за хемија на Вирџинија Технички колеџ за наука, и неговиот истражувачки тим откриле дека раното распаѓање на батеријата се чини дека е предизвикано од својствата на поединечните честички на електродата, но по десетици полнења По лупингот, поважно е како тие честички се вклопуваат заедно.

„Оваа студија ги открива тајните за тоа како да се дизајнираат и изработуваат батериски електроди за долг животен циклус на батеријата“, рече Лин. Во моментов, лабораторијата на Лин работи на редизајнирање на батериските електроди за да создаде архитектура на електроди со брзо полнење, пониска цена, подолг животен век и еколошка.

0
Коментар
собираат
како
технологија
Студијата открива клуч за подобрување на траењето на батеријата: интеракции помеѓу честичките
GasgooLiu Liting5小时前
Според извештаите на странските медиуми, Фенг Лин, вонреден професор на Катедрата за хемија на Вирџинија Технички колеџ за наука, и неговиот истражувачки тим откриле дека раното распаѓање на батеријата се чини дека е предизвикано од својствата на поединечните честички на електродата, но по десетици полнења По лупингот, поважно е како тие честички се вклопуваат заедно.

„Оваа студија ги открива тајните за тоа како да се дизајнираат и изработуваат батериски електроди за долг животен циклус на батеријата“, рече Лин. Во моментов, лабораторијата на Лин работи на редизајнирање на батериските електроди за да создаде архитектура на електроди со брзо полнење, пониска цена, подолг животен век и еколошка.

Извор на слика: Фенг Лин

„Кога архитектурата на електродата ќе дозволи секоја поединечна честичка брзо да реагира на електрични сигнали, ќе имаме одлична кутија со алатки за брзо полнење на батериите“, рече Лин. „Возбудени сме што ќе овозможиме разбирање за следната генерација на евтини батерии за брзо полнење. ”

Истражувањето беше спроведено во соработка со Националната акцелераторска лабораторија SLAC на Министерството за енергетика на САД, Универзитетот Пердју и Европскиот центар за синхротронско зрачење. Женгруи Ксу и Донг Хо, постдокторски соработници во лабораторијата на Лин, се исто така коавтори на трудот, водечки во производството на електроди, изработка на батерии и мерења на перформансите на батеријата и помагајќи при експерименти со рендген и анализа на податоци.

„Основните градбени блокови се овие честички кои ги сочинуваат батериските електроди, но кога ќе се зголемат, овие честички комуницираат една со друга“, рече научникот од SLAC, Јиџин Лиу, соработник во Стенфорд Синхротронното зрачење на светлосниот извор (SSRL). „Ако сакате да направите подобри батерии, треба да знаете како да ги споите честичките заедно“.

Како дел од студијата, Лин, Лиу и други колеги користеле техники за компјутерска визија за да проучат како поединечните честички кои ги сочинуваат електродите на батериите што се полнат се распаѓаат со текот на времето. Целта овој пат е да се проучат не само поединечните честички, туку и начините на кои тие работат заедно за да се продолжи или намали траењето на батеријата. Крајната цел е да научите нови начини за продолжување на животниот век на дизајните на батериите.

Како дел од студијата, тимот ја проучувал катодата на батеријата со рендгенски зраци. Тие користеле рендгенска томографија за да ја реконструираат 3Д слика од катодата на батеријата по различни циклуси на полнење. Тие потоа ги исечеа овие 3D слики во серија од 2D парчиња и користеа методи на компјутерска визија за да ги идентификуваат честичките. Покрај Лин и Лиу, студијата ги опфати и постдокторскиот истражувач SSRL Џижоу Ли, професорката по машинско инженерство на Универзитетот Пердју Кеије Жао и дипломираниот студент на Универзитетот Пурдју Нихил Шарма.

Истражувачите на крајот идентификувале повеќе од 2.000 поединечни честички, пресметувајќи ги не само индивидуалните карактеристики на честичките како што се големината, обликот и грубоста на површината, туку и карактеристиките како на пример колку често честичките биле во директен контакт една со друга и колку честичките ја менувале формата.

Потоа, тие погледнаа како секое својство предизвикува распаѓање на честичките и открија дека по 10 циклуси на полнење, најголемите фактори се својствата на поединечните честички, вклучително и колку се сферични честичките и односот на волуменот на честичките и површината. Меѓутоа, по 50 циклуси, својствата на спарување и група го поттикнаа распаѓањето на честичките - како на пример, колку се оддалечени двете честички, колку се променил обликот и дали поиздолжените честички во форма на фудбалска топка имале слични ориентации.

„Причината повеќе не е само самата честичка, туку интеракцијата честичка-честичка“, рече Лиу. Ова откритие е важно бидејќи значи дека производителите можат да развијат техники за контрола на овие својства. На пример, можеби ќе можат да користат магнетни или електрични полиња Порамнувајќи ги издолжените честички една со друга, најновите наоди сугерираат дека ова ќе го продолжи животниот век на батеријата.

Лин додаде: „Интензивно истражувавме како да направиме EV батериите да работат ефикасно при брзо полнење и услови на ниска температура. Покрај дизајнирањето на нови материјали кои можат да ги намалат трошоците за батеријата со користење на поевтини и пообилни суровини, нашата лабораторија, исто така, има постојани напори да се разбере однесувањето на батеријата подалеку од рамнотежа. Почнавме да ги проучуваме материјалите од батериите и нивниот одговор на суровата средина“.