Panaliti mendakan konci pikeun ningkatkeun umur batre: Interaksi antara partikel

Numutkeun laporan média asing, Feng Lin, profesor gaul di Jurusan Kimia di Virginia Tech College of Élmu, sarta tim panalungtikan nya kapanggih yén mimiti buruk batré sigana disetir ku sipat partikel éléktroda individu, tapi sanggeus puluhan muatan. Saatos looping, kumaha partikel-partikel éta pas babarengan langkung penting.

"Ulikan ieu ngungkabkeun rusiah kumaha mendesain sareng nyiptakeun éléktroda batré pikeun umur siklus batré anu panjang," saur Lin. Ayeuna, lab Lin nuju ngusahakeun ngadesain ulang éléktroda batré pikeun nyiptakeun gancang-gancang, béaya rendah, umurna langkung panjang sareng arsitektur éléktroda anu ramah lingkungan.

0
mairan
ngumpulkeun
kawas
téhnologi
Panaliti mendakan konci pikeun ningkatkeun umur batre: Interaksi antara partikel
GasgooLiu Liting5小时前
Numutkeun laporan média asing, Feng Lin, profesor gaul di Jurusan Kimia di Virginia Tech College of Élmu, sarta tim panalungtikan nya kapanggih yén mimiti buruk batré sigana disetir ku sipat partikel éléktroda individu, tapi sanggeus puluhan muatan. Saatos looping, kumaha partikel-partikel éta pas babarengan langkung penting.

"Ulikan ieu ngungkabkeun rusiah kumaha mendesain sareng nyiptakeun éléktroda batré pikeun umur siklus batré anu panjang," saur Lin. Ayeuna, lab Lin nuju ngusahakeun ngadesain ulang éléktroda batré pikeun nyiptakeun gancang-gancang, béaya rendah, umurna langkung panjang sareng arsitektur éléktroda anu ramah lingkungan.

Sumber gambar: Feng Lin

"Nalika arsitéktur éléktroda ngamungkinkeun unggal partikel individu ngabales gancang sinyal listrik, urang bakal boga toolbox hébat pikeun gancang ngecas batré," ceuk Lin. "Kami bungah pikeun ngaktifkeun pamahaman kami ngeunaan generasi batré anu béaya rendah gancang-gancang. ”

Panaliti ieu dilakukeun ku kolaborasi sareng Laboratorium Akselerator Nasional SLAC Departemen Energi AS, Universitas Purdue sareng Fasilitas Radiasi Synchrotron Éropa. Zhengrui Xu sareng Dong Ho, réncang postdoctoral di lab Lin, ogé ko-panulis dina kertas, fabrikasi éléktroda ngarah, fabrikasi batré, sareng pangukuran kinerja batré, sareng ngabantosan percobaan sinar-X sareng analisis data.

"Blok wangunan dasar nyaéta partikel-partikel ieu anu ngawangun éléktroda batré, tapi nalika diskalakeun, partikel-partikel ieu saling berinteraksi," saur élmuwan SLAC Yijin Liu, sasama di Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL). "Upami anjeun hoyong ngadamel batré anu langkung saé, anjeun kedah terang kumaha ngahijikeun partikel."

Salaku bagian tina pangajaran, Lin, Liu sareng rekan-rekan sanésna ngagunakeun téknik visi komputer pikeun diajar kumaha partikel individu anu ngawangun éléktroda batré anu tiasa dicas deui ngarecah kana waktosna. Tujuanana waktos ieu nyaéta pikeun diajar sanés ngan ukur partikel individu, tapi ogé cara aranjeunna damel babarengan pikeun manjangkeun atanapi ngirangan umur batre. Tujuan pamungkas nyaéta pikeun diajar cara anyar pikeun manjangkeun umur desain batré.

Salaku bagian tina pangajaran, tim diajar katoda batré sareng sinar-X. Aranjeunna nganggo tomography sinar-X pikeun ngarekonstruksikeun gambar 3D tina katoda batré saatos siklus ngecas anu béda. Aranjeunna lajeng motong gambar 3D ieu kana runtuyan keureut 2D sarta ngagunakeun métode visi komputer pikeun ngaidentipikasi partikel. Salian Lin sareng Liu, pangajaran kalebet panalungtik postdoctoral SSRL Jizhou Li, profésor rékayasa mékanis Universitas Purdue Keije Zhao, sareng mahasiswa lulusan Universitas Purdue Nikhil Sharma.

Panaliti pamustunganana ngaidentipikasi langkung ti 2,000 partikel individu, ngitung henteu ngan ukur karakteristik partikel individu sapertos ukuran, bentuk, sareng kasarna permukaan, tapi ogé fitur sapertos sabaraha sering partikel aya hubungan langsung sareng sabaraha partikel robah bentukna.

Salajengna, aranjeunna ningal kumaha unggal sipat nyababkeun partikel ngarecah, sareng mendakan yén saatos 10 siklus ngecas, faktor pangbadagna nyaéta sipat partikel individu, kalebet kumaha buleud partikel sareng rasio volume partikel sareng luas permukaan. Sanggeus 50 siklus, kumaha oge, papasangan jeung grup sipat drove partikel dékomposisi-kayaning sabaraha jauh eta dua partikel éta, sabaraha bentuk robah, sarta naha partikel bal ngawangun bal leuwih elongated miboga orientasi nu sarupa.

"Alesanna henteu ngan ukur partikel sorangan, tapi interaksi partikel-partikel," saur Liu. Pananjung ieu penting sabab hartosna produsén tiasa ngembangkeun téknik pikeun ngontrol sipat ieu. Salaku conto, aranjeunna tiasa nganggo médan magnét atanapi listrik.

Lin nambahan: "Kami parantos nalungtik sacara intensif kumaha cara ngajantenkeun batré EV sacara éfisién dina kaayaan ngecas gancang sareng suhu rendah. Salian ngarancang bahan anyar anu tiasa ngirangan biaya batré ku ngagunakeun bahan baku anu langkung mirah sareng langkung seueur, laboratorium kami ogé parantos aya usaha pikeun ngartos paripolah batré anu jauh tina kasatimbangan. Kami parantos mimiti diajar bahan batré sareng résponna kana lingkungan anu parah.