Utafiti hupata ufunguo wa kuboresha maisha ya betri: Mwingiliano kati ya chembe

Kulingana na ripoti za vyombo vya habari vya kigeni, Feng Lin, profesa msaidizi katika Idara ya Kemia katika Chuo cha Sayansi cha Virginia Tech, na timu yake ya utafiti waligundua kuwa kuoza kwa betri mapema kunaonekana kuendeshwa na mali ya chembe za elektrodi, lakini baada ya mashtaka kadhaa. Baada ya kitanzi, jinsi chembe hizo zinavyolingana ni muhimu zaidi.

"Utafiti huu unafichua siri za jinsi ya kubuni na kutengeneza elektrodi za betri kwa maisha marefu ya mzunguko wa betri," alisema Lin. Hivi sasa, maabara ya Lin inafanya kazi katika kuunda upya elektroni za betri ili kuunda malipo ya haraka, ya bei ya chini, Maisha marefu na usanifu wa elektrodi rafiki kwa mazingira.

0
Maoni
kukusanya
kama
teknolojia
Utafiti hupata ufunguo wa kuboresha maisha ya betri: Mwingiliano kati ya chembe
GasgooLiu Liting5小时前
Kulingana na ripoti za vyombo vya habari vya kigeni, Feng Lin, profesa msaidizi katika Idara ya Kemia katika Chuo cha Sayansi cha Virginia Tech, na timu yake ya utafiti waligundua kuwa kuoza kwa betri mapema kunaonekana kuendeshwa na mali ya chembe za elektrodi, lakini baada ya mashtaka kadhaa. Baada ya kitanzi, jinsi chembe hizo zinavyolingana ni muhimu zaidi.

"Utafiti huu unafichua siri za jinsi ya kubuni na kutengeneza elektrodi za betri kwa maisha marefu ya mzunguko wa betri," alisema Lin. Hivi sasa, maabara ya Lin inafanya kazi katika kuunda upya elektroni za betri ili kuunda malipo ya haraka, ya bei ya chini, Maisha marefu na usanifu wa elektrodi rafiki kwa mazingira.

Chanzo cha picha: Feng Lin

"Wakati usanifu wa electrode unaruhusu kila chembe ya mtu binafsi kujibu haraka kwa ishara za umeme, tutakuwa na sanduku kubwa la zana la kuchaji betri haraka," Lin alisema. “Tunafuraha kuwezesha uelewa wetu wa kizazi kijacho cha betri zinazochaji haraka za gharama nafuu. ”

Utafiti huo ulifanywa kwa ushirikiano na Maabara ya Kitaifa ya Kuongeza kasi ya Idara ya Nishati ya SLAC, Chuo Kikuu cha Purdue na Kituo cha Mionzi cha Uropa cha Synchrotron. Zhengrui Xu na Dong Ho, wenzake waliohitimu baada ya udaktari katika maabara ya Lin, pia ni waandishi wenza kwenye karatasi, wanaongoza utengenezaji wa elektrodi, uundaji wa betri, na vipimo vya utendaji wa betri, na kusaidia kwa majaribio ya X-ray na uchambuzi wa data.

"Vifaa vya msingi vya ujenzi ni chembe hizi zinazounda elektroni za betri, lakini zinapoongezwa, chembe hizi huingiliana," alisema mwanasayansi wa SLAC Yijin Liu, mshirika katika Chanzo cha Mwanga wa Mionzi ya Stanford Synchrotron (SSRL). "Ikiwa unataka kutengeneza betri bora, unahitaji Kujua jinsi ya kuweka chembe pamoja."

Kama sehemu ya utafiti, Lin, Liu na wenzake wengine walitumia mbinu za kuona kwa kompyuta kusoma jinsi chembe za kibinafsi zinazounda elektroni za betri zinazoweza kuchajiwa huharibika baada ya muda. Lengo wakati huu ni kusoma sio tu chembe za kibinafsi, lakini pia njia ambazo zinafanya kazi pamoja ili kupanua au kupunguza maisha ya betri. Lengo kuu ni kujifunza njia mpya za kupanua maisha ya miundo ya betri.

Kama sehemu ya utafiti, timu ilichunguza cathode ya betri na X-rays. Walitumia tomografia ya X-ray kuunda upya picha ya 3D ya cathode ya betri baada ya mizunguko tofauti ya kuchaji. Kisha walikata picha hizi za 3D katika mfululizo wa vipande vya 2D na kutumia mbinu za maono ya kompyuta kutambua chembe. Mbali na Lin na Liu, utafiti huo ulijumuisha mtafiti wa baada ya udaktari wa SSRL Jizhou Li, profesa wa uhandisi wa mitambo wa Chuo Kikuu cha Purdue Keije Zhao, na mwanafunzi aliyehitimu Chuo Kikuu cha Purdue Nikhil Sharma.

Watafiti hatimaye waligundua zaidi ya chembe 2,000 za kibinafsi, wakihesabu sio tu sifa za chembe za mtu binafsi kama saizi, umbo, na ukali wa uso, lakini pia sifa kama vile mara ngapi chembe hizo ziligusana moja kwa moja na ni kiasi gani chembe zilibadilika umbo.

Kisha, waliangalia jinsi kila mali ilivyosababisha chembe hizo kuvunjika, na wakagundua kwamba baada ya mizunguko 10 ya kuchaji, sababu kubwa zaidi zilikuwa sifa za chembe za mtu binafsi, ikiwa ni pamoja na jinsi chembe hizo zilivyokuwa duara na uwiano wa ujazo wa chembe kwa eneo la uso. Baada ya mizunguko 50, hata hivyo, sifa za kuoanisha na za kikundi ziliendesha mtengano wa chembe—kama vile umbali wa chembe hizo mbili, ni kiasi gani umbo lilibadilika, na ikiwa chembe ndefu zaidi za umbo la mpira wa soka zilikuwa na mielekeo sawa.

"Sababu sio tena chembe yenyewe, lakini mwingiliano wa chembe," Liu alisema. Utaftaji huu ni muhimu kwa sababu inamaanisha kuwa watengenezaji wanaweza kuunda mbinu za kudhibiti mali hizi. Kwa mfano, wanaweza kutumia uga wa sumaku au umeme Kupanga chembe ndefu zenyewe, matokeo ya hivi punde yanapendekeza kwamba hii itaongeza muda wa matumizi ya betri.”

Lin aliongeza: "Tumekuwa tukitafiti kwa kina jinsi ya kufanya betri za EV zifanye kazi kwa ufanisi chini ya malipo ya haraka na hali ya joto ya chini. Mbali na kubuni nyenzo mpya zinazoweza kupunguza gharama za betri kwa kutumia malighafi ya bei nafuu na nyingi zaidi, maabara yetu Pia kumekuwa na jitihada zinazoendelea za kuelewa tabia ya betri mbali na usawa. Tumeanza kusoma nyenzo za betri na jinsi zinavyokabiliana na mazingira magumu.”