Студија проналази кључ за побољшање трајања батерије: интеракције између честица

Према извештајима страних медија, Фенг Лин, ванредни професор на Одсеку за хемију на Виргиниа Тецх Цоллеге оф Сциенце, и његов истраживачки тим су открили да се чини да је рано распадање батерије изазвано особинама појединачних честица електроде, али након десетина наелектрисања Након петље, важније је како се те честице уклапају заједно.

„Ова студија открива тајне како дизајнирати и произвести електроде батерије за дуг животни век батерије“, рекао је Лин. Тренутно, Линова лабораторија ради на редизајнирању батеријских електрода како би се створила архитектура електрода са брзим пуњењем, нижом цијеном, дужим вијеком трајања и еколошки прихватљивом архитектуром.

0
Коментар
сакупљати
као
технологије
Студија проналази кључ за побољшање трајања батерије: интеракције између честица
ГасгооЛиу Литинг5小时前
Према извештајима страних медија, Фенг Лин, ванредни професор на Одсеку за хемију на Виргиниа Тецх Цоллеге оф Сциенце, и његов истраживачки тим су открили да се чини да је рано распадање батерије изазвано особинама појединачних честица електроде, али након десетина наелектрисања Након петље, важније је како се те честице уклапају заједно.

„Ова студија открива тајне како дизајнирати и произвести електроде батерије за дуг животни век батерије“, рекао је Лин. Тренутно, Линова лабораторија ради на редизајнирању батеријских електрода како би се створила архитектура електрода са брзим пуњењем, нижом цијеном, дужим вијеком трајања и еколошки прихватљивом архитектуром.

Извор слике: Фенг Лин

„Када архитектура електрода омогући свакој појединачној честици да брзо реагује на електричне сигнале, имаћемо сјајан алат за брзо пуњење батерија“, рекао је Лин. „Узбуђени смо што можемо да разумемо следећу генерацију јефтиних батерија за брзо пуњење. ”

Истраживање је спроведено у сарадњи са Националном акцелераторском лабораторијом СЛАЦ Министарства енергетике САД, Универзитетом Пурдуе и Европским постројењем за синхротронско зрачење. Зхенгруи Ксу и Донг Хо, постдокторанти у Линовој лабораторији, такође су коаутори на раду, који воде производњу електрода, производњу батерија и мерења перформанси батерија, и помажу у рендгенским експериментима и анализи података.

„Основни градивни блокови су ове честице које чине електроде батерија, али када се повећају, ове честице интерагују једна са другом“, рекао је научник СЛАЦ-а Иијин Лиу, сарадник на Стенфордском извору светлости синхротронског зрачења (ССРЛ). „Ако желите да направите боље батерије, морате знати како да спојите честице.

Као део студије, Лин, Лиу и друге колеге су користиле технике компјутерског вида да би проучавале како се појединачне честице које чине електроде пуњивих батерија временом разграђују. Циљ овог пута је проучавање не само појединачних честица, већ и начина на који оне раде заједно да продуже или смање век трајања батерије. Крајњи циљ је научити нове начине за продужење животног века дизајна батерија.

Као део студије, тим је проучавао катоду батерије рендгенским зрацима. Користили су рендгенску томографију да реконструишу 3Д слику катоде батерије након различитих циклуса пуњења. Затим су исекли ове 3Д слике у низ 2Д пресека и користили методе компјутерског вида да идентификују честице. Поред Лина и Лиуа, студија је укључивала постдокторског истраживача ССРЛ Јизхоу Лиа, професора машинског инжењерства Универзитета Пурдуе Кеије Зхаоа и постдипломца Универзитета Пурдуе Никхила Схарма.

Истраживачи су на крају идентификовали више од 2.000 појединачних честица, израчунавајући не само карактеристике појединачних честица као што су величина, облик и храпавост површине, већ и карактеристике као што су колико често су честице биле у директном контакту једна са другом и колико су честице промениле облик.

Затим су погледали како је свако својство узроковало разградњу честица и открили да су након 10 циклуса пуњења највећи фактори били својства појединачних честица, укључујући колико су честице сферичне и однос запремине честица и површине. Међутим, након 50 циклуса, упаривање и групна својства су довела до распадања честица - као што су колико су две честице биле удаљене, колико се променио облик и да ли су издужене честице у облику фудбалске лопте имале сличне оријентације.

„Разлог више није само сама честица, већ интеракција честица-честица“, рекао је Лиу. Овај налаз је важан јер значи да произвођачи могу развити технике за контролу ових својстава. На пример, они би могли да користе магнетна или електрична поља Поравнавајући издужене честице једна са другом, најновија открића сугеришу да ће то продужити век батерије.

Лин је додао: „Интензивно смо истраживали како да учинимо да ЕВ батерије раде ефикасно под условима брзог пуњења и ниске температуре. Поред дизајнирања нових материјала који могу да смање трошкове батерије коришћењем јефтинијих и богатијих сировина, наша лабораторија такође улаже стални напор да разуме понашање батерије ван равнотеже. Почели смо да проучавамо материјале батерија и њихов одговор на оштра окружења."