Studju jsib ċavetta għat-titjib tal-ħajja tal-batterija: Interazzjonijiet bejn il-partiċelli

Skont rapporti tal-midja barranija, Feng Lin, professur assoċjat fid-Dipartiment tal-Kimika fil-Kulleġġ tax-Xjenza ta 'Virginia Tech, u t-tim ta' riċerka tiegħu sabu li t-tħassir bikri tal-batterija jidher li huwa mmexxi mill-proprjetajiet ta 'partiċelli tal-elettrodi individwali, iżda wara għexieren ta' ħlasijiet Wara l-looping, kif dawk il-partiċelli joqogħdu flimkien huwa aktar importanti.

"Dan l-istudju jiżvela s-sigrieti ta 'kif tiddisinja u tiffabbrika elettrodi tal-batterija għal ħajja twila taċ-ċiklu tal-batterija," qal Lin. Bħalissa, il-laboratorju ta 'Lin qed jaħdem fuq id-disinn mill-ġdid tal-elettrodi tal-batterija biex joħloq arkitettura tal-elettrodi b'iċċarġjar mgħaġġel, bi prezz aktar baxx, ħajja itwal u li ma tagħmilx ħsara lill-ambjent.

0
Ikkummenta
jiġbru
bħal
teknoloġija
Studju jsib ċavetta għat-titjib tal-ħajja tal-batterija: Interazzjonijiet bejn il-partiċelli
GasgooLiu Liting5小时前
Skont rapporti tal-midja barranija, Feng Lin, professur assoċjat fid-Dipartiment tal-Kimika fil-Kulleġġ tax-Xjenza ta 'Virginia Tech, u t-tim ta' riċerka tiegħu sabu li t-tħassir bikri tal-batterija jidher li huwa mmexxi mill-proprjetajiet ta 'partiċelli tal-elettrodi individwali, iżda wara għexieren ta' ħlasijiet Wara l-looping, kif dawk il-partiċelli joqogħdu flimkien huwa aktar importanti.

"Dan l-istudju jiżvela s-sigrieti ta 'kif tiddisinja u tiffabbrika elettrodi tal-batterija għal ħajja twila taċ-ċiklu tal-batterija," qal Lin. Bħalissa, il-laboratorju ta 'Lin qed jaħdem fuq id-disinn mill-ġdid tal-elettrodi tal-batterija biex joħloq arkitettura tal-elettrodi b'iċċarġjar mgħaġġel, bi prezz aktar baxx, ħajja itwal u li ma tagħmilx ħsara lill-ambjent.

Sors tal-immaġni: Feng Lin

"Meta l-arkitettura ta 'l-elettrodu tippermetti li kull partikula individwali tirrispondi malajr għal sinjali elettriċi, ikollna kaxxa ta' għodda kbira biex tiċċarġja l-batteriji malajr," qal Lin. “Aħna eċċitati li nippermettu li nifhmu l-ġenerazzjoni li jmiss ta’ batteriji bi prezz baxx li jiċċarġjaw malajr. ”

Ir-riċerka twettqet b'kollaborazzjoni mal-Laboratorju Nazzjonali tal-Aċċeleratur SLAC tad-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti, l-Università ta 'Purdue u l-Faċilità Ewropea tar-Radjazzjoni Sinkrotron. Zhengrui Xu u Dong Ho, sħabi postdottorat fil-laboratorju ta 'Lin, huma wkoll ko-awturi fuq il-karta, li jwasslu l-fabbrikazzjoni tal-elettrodu, il-fabbrikazzjoni tal-batterija, u l-kejl tal-prestazzjoni tal-batterija, u jassistu b'esperimenti bir-raġġi X u analiżi tad-dejta.

"Il-blokki bażiċi tal-bini huma dawn il-partiċelli li jiffurmaw l-elettrodi tal-batterija, iżda meta jiżdiedu, dawn il-partiċelli jinteraġixxu ma 'xulxin," qal ix-xjenzat SLAC Yijin Liu, sħabi tas-Sors tad-Dawl tar-Radjazzjoni ta' Stanford Synchrotron (SSRL). "Jekk trid tagħmel batteriji aħjar, trid tkun taf kif tgħaqqad il-partiċelli flimkien."

Bħala parti mill-istudju, Lin, Liu u kollegi oħra użaw tekniki ta 'viżjoni bil-kompjuter biex jistudjaw kif il-partiċelli individwali li jiffurmaw l-elettrodi ta' batteriji rikarikabbli jkissru maż-żmien. L-għan din id-darba huwa li jiġu studjati mhux biss partiċelli individwali, iżda wkoll il-modi li bihom jaħdmu flimkien biex jestendu jew inaqqsu l-ħajja tal-batterija. L-għan aħħari huwa li titgħallem modi ġodda biex testendi l-ħajja tad-disinji tal-batteriji.

Bħala parti mill-istudju, it-tim studja l-katodu tal-batterija bir-raġġi-X. Huma użaw tomografija bir-raġġi X biex jibnu mill-ġdid stampa 3D tal-katodu tal-batterija wara ċikli differenti ta 'ċarġ. Imbagħad qatgħu dawn l-istampi 3D f'serje ta 'flieli 2D u użaw metodi ta' viżjoni bil-kompjuter biex jidentifikaw il-partiċelli. Minbarra Lin u Liu, l-istudju kien jinkludi riċerkatur postdottorat SSRL Jizhou Li, professur tal-inġinerija mekkanika tal-Università ta 'Purdue Keije Zhao, u student gradwat tal-Università ta' Purdue Nikhil Sharma.

Ir-riċerkaturi fl-aħħar mill-aħħar identifikaw aktar minn 2,000 partikula individwali, ikkalkulaw mhux biss il-karatteristiċi individwali tal-partiċelli bħad-daqs, il-forma u l-ħruxija tal-wiċċ, iżda wkoll karatteristiċi bħal kemm il-partiċelli kienu f'kuntatt dirett ma 'xulxin u kemm il-partiċelli bidlu l-forma.

Sussegwentement, ħarsu lejn kif kull proprjetà ikkawżat li l-partiċelli jitkissru, u sabu li wara 10 ċikli ta 'ċċarġjar, l-akbar fatturi kienu l-proprjetajiet tal-partiċelli individwali, inkluż kemm kienu sferiċi l-partiċelli u l-proporzjon tal-volum tal-partiċelli mal-erja tal-wiċċ. Wara 50 ċiklu, madankollu, tgħaqqad u proprjetajiet ta 'grupp saq id-dekompożizzjoni tal-partiċelli—bħal kemm kienu 'l bogħod minn xulxin iż-żewġ partiċelli, kemm il-forma nbidlet, u jekk il-partiċelli f'forma ta' ballun tal-futbol aktar tawwalija kellhomx orjentazzjonijiet simili.

"Ir-raġuni m'għadhiex biss il-partiċella nnifisha, iżda l-interazzjoni partiċelli-partiċelli," qal Liu. Din is-sejba hija importanti għaliex tfisser li l-manifatturi jistgħu jiżviluppaw tekniki biex jikkontrollaw dawn il-proprjetajiet. Pereżempju, jistgħu jkunu kapaċi jużaw kampi manjetiċi jew elettriċi. Billi jallinjaw il-partiċelli tawwalija ma 'xulxin, l-aħħar sejbiet jissuġġerixxu li dan se jestendi l-ħajja tal-batterija.

Lin żied jgħid: “Konna qed nirriċerkaw b’mod intensiv kif nagħmlu l-batteriji tal-EV jaħdmu b’mod effiċjenti taħt iċċarġjar veloċi u kundizzjonijiet ta’ temperatura baxxa. Minbarra t-tfassil ta 'materjali ġodda li jistgħu jnaqqsu l-ispejjeż tal-batterija billi jużaw materja prima orħos u aktar abbundanti, il-laboratorju tagħna Kien hemm ukoll sforz kontinwu biex tifhem l-imġiba tal-batterija 'l bogħod mill-ekwilibriju. Bdejna nistudjaw il-materjali tal-batteriji u r-rispons tagħhom għal ambjenti ħorox.”