Po poročanju tujih medijev je Feng Lin, izredni profesor na Oddelku za kemijo na Visoki šoli za znanost Virginia Tech, in njegova raziskovalna skupina ugotovila, da se zdi, da je zgodnji razpad baterije posledica lastnosti posameznih delcev elektrode, vendar po desetinah polnjenj Po zankanju je bolj pomembno, kako se ti delci prilegajo skupaj.
"Ta študija razkriva skrivnosti, kako oblikovati in izdelati baterijske elektrode za dolgo življenjsko dobo baterije," je dejal Lin. Trenutno Linov laboratorij dela na preoblikovanju baterijskih elektrod, da bi ustvaril hitro polnjenje, cenejše, daljše življenjsko dobo in okolju prijazno arhitekturo elektrod.
0
Komentiraj
zbirati
kot
tehnologija
Študija ugotavlja, da je ključ do izboljšanja življenjske dobe baterije: interakcije med delci
GasgooLiu Liting5小时前
Po poročanju tujih medijev je Feng Lin, izredni profesor na Oddelku za kemijo na Visoki šoli za znanost Virginia Tech, in njegova raziskovalna skupina ugotovila, da se zdi, da je zgodnji razpad baterije posledica lastnosti posameznih delcev elektrode, vendar po desetinah polnjenj Po zankanju je bolj pomembno, kako se ti delci prilegajo skupaj.
"Ta študija razkriva skrivnosti, kako oblikovati in izdelati baterijske elektrode za dolgo življenjsko dobo baterije," je dejal Lin. Trenutno Linov laboratorij dela na preoblikovanju baterijskih elektrod, da bi ustvaril hitro polnjenje, cenejše, daljše življenjsko dobo in okolju prijazno arhitekturo elektrod.
Vir slike: Feng Lin
"Ko bo arhitektura elektrod omogočala, da se vsak posamezni delec hitro odzove na električne signale, bomo imeli odlično orodje za hitro polnjenje baterij," je dejal Lin. »Navdušeni smo, da lahko omogočimo naše razumevanje naslednje generacije nizkocenovnih baterij za hitro polnjenje. ”
Raziskava je bila izvedena v sodelovanju z Nacionalnim pospeševalnim laboratorijem SLAC Ministrstva za energijo ZDA, Univerzo Purdue in Evropskim obratom za sinhrotronsko sevanje. Zhengrui Xu in Dong Ho, podoktorska sodelavca v Linovem laboratoriju, sta tudi soavtorja prispevka, vodita izdelavo elektrod, izdelavo baterij in meritve zmogljivosti baterij ter pomagata pri poskusih z rentgenskimi žarki in analizi podatkov.
"Osnovni gradniki so ti delci, ki sestavljajo baterijske elektrode, a ko se povečajo, ti delci medsebojno delujejo," je povedal znanstvenik SLAC Yijin Liu, sodelavec na Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL). "Če želite izdelati boljše baterije, morate vedeti, kako sestaviti delce."
Kot del študije so Lin, Liu in drugi kolegi uporabili tehnike računalniškega vida, da bi preučili, kako se posamezni delci, ki sestavljajo elektrode baterij za ponovno polnjenje, sčasoma razgradijo. Tokratni cilj ni preučiti le posameznih delcev, temveč tudi načine, kako delujejo skupaj, da podaljšajo ali skrajšajo življenjsko dobo baterije. Končni cilj je spoznati nove načine za podaljšanje življenjske dobe modelov baterij.
V okviru študije je ekipa preučevala katodo baterije z rentgenskimi žarki. Z rentgensko tomografijo so rekonstruirali 3D sliko katode baterije po različnih ciklih polnjenja. Nato so te 3D slike razrezali na vrsto 2D rezin in uporabili metode računalniškega vida za identifikacijo delcev. Poleg Lin in Liu je študija vključevala podoktorskega raziskovalca SSRL Jizhou Li, profesorja strojništva Univerze Purdue Keije Zhao in podiplomskega študenta Univerze Purdue Nikhil Sharma.
Raziskovalci so na koncu identificirali več kot 2.000 posameznih delcev, pri čemer so izračunali ne le značilnosti posameznih delcev, kot so velikost, oblika in površinska hrapavost, ampak tudi lastnosti, kot so, kako pogosto so bili delci v neposrednem stiku drug z drugim in koliko so delci spremenili obliko.
Nato so pogledali, kako je posamezna lastnost povzročila razgradnjo delcev, in ugotovili, da so bili po 10 ciklih polnjenja največji dejavniki lastnosti posameznih delcev, vključno s tem, kako sferični so bili delci in razmerje med prostornino delcev in površino. Po 50 ciklih pa so lastnosti združevanja in skupine vodile razgradnjo delcev - na primer, kako daleč sta bila delca, koliko se je spremenila oblika in ali so imeli bolj podolgovati delci v obliki nogometne žoge podobno usmerjenost.
"Razlog ni več samo delec sam, ampak interakcija delec-delec," je dejal Liu. Ta ugotovitev je pomembna, ker pomeni, da lahko proizvajalci razvijejo tehnike za nadzor teh lastnosti. Na primer, morda bi lahko uporabljali magnetna ali električna polja. Poravnava podolgovatih delcev drug z drugim, najnovejše ugotovitve kažejo, da bo to podaljšalo življenjsko dobo baterije.«
Lin je dodal: »Intenzivno smo raziskovali, kako doseči, da bodo baterije za električna vozila delovale učinkovito pri hitrem polnjenju in nizkih temperaturah. Poleg oblikovanja novih materialov, ki lahko zmanjšajo stroške baterije z uporabo cenejših in obilnejših surovin, si naš laboratorij nenehno prizadeva razumeti obnašanje baterije, ki je stran od ravnovesja. Začeli smo preučevati materiale baterij in njihov odziv na težka okolja.«
Čas objave: 29. aprila 2022