Таҳқиқот калиди беҳтар кардани мӯҳлати батареяро пайдо мекунад: Муносибати байни зарраҳо

Бино ба гузоришҳои расонаҳои хориҷӣ, Фэн Лин, дотсенти кафедраи кимиёи Коллеҷи илмии Вирҷинияи Технологӣ ва гурӯҳи таҳқиқотии ӯ дарёфтанд, ки фарсудашавии барвақти батарея ба хосиятҳои зарраҳои алоҳидаи электродҳо вобаста аст, аммо пас аз даҳҳо заряд. Пас аз ҳалқа, чӣ гуна ин зарраҳо ба ҳам мувофиқат мекунанд, муҳимтар аст.

"Ин тадқиқот асрори тарҳрезӣ ва сохтани электродҳои батареяро барои мӯҳлати тӯлонии батарея ошкор мекунад" гуфт Лин. Дар айни замон, лабораторияи Лин дар бораи аз нав тарҳрезии электродҳои батарея кор карда истодааст, то меъмории электродҳои зуд барқгиранда, арзонтар, умри дарозтар ва аз ҷиҳати экологӣ тоза эҷод кунад.

0
Шарҳ
ҷамъ кунед
монанди
технология
Таҳқиқот калиди беҳтар кардани мӯҳлати батареяро пайдо мекунад: Муносибати байни зарраҳо
GasgooLiu Liting5小时前
Бино ба гузоришҳои расонаҳои хориҷӣ, Фэн Лин, дотсенти кафедраи кимиёи Коллеҷи илмии Вирҷинияи Технологӣ ва гурӯҳи таҳқиқотии ӯ дарёфтанд, ки фарсудашавии барвақти батарея ба хосиятҳои зарраҳои алоҳидаи электродҳо вобаста аст, аммо пас аз даҳҳо заряд. Пас аз ҳалқа, чӣ гуна ин зарраҳо ба ҳам мувофиқат мекунанд, муҳимтар аст.

"Ин тадқиқот асрори тарҳрезӣ ва сохтани электродҳои батареяро барои мӯҳлати тӯлонии батарея ошкор мекунад" гуфт Лин. Дар айни замон, лабораторияи Лин дар бораи аз нав тарҳрезии электродҳои батарея кор карда истодааст, то меъмории электродҳои зуд барқгиранда, арзонтар, умри дарозтар ва аз ҷиҳати экологӣ тоза эҷод кунад.

Манбаи тасвир: Фенг Лин

"Вақте ки меъмории электрод ба ҳар як заррача имкон медиҳад, ки ба сигналҳои электрикӣ зуд вокуниш нишон диҳад, мо қуттии олӣ барои зуд пур кардани батареяҳо хоҳем дошт" гуфт Лин. “Мо аз он хурсандем, ки фаҳмиши насли ояндаи батареяҳои арзони зуд пуркунандаи барқро фароҳам оварем. »

Тадқиқот дар ҳамкорӣ бо Лабораторияи миллии суръатбахшии SLAC-и Вазорати энергетикаи ИМА, Донишгоҳи Пурдю ва Таҷҳизоти радиатсияи синхротронии аврупоӣ гузаронида шуд. Чжэнгруи Сю ва Донг Хо, ҳамшираҳои баъдидокторӣ дар лабораторияи Лин, инчунин ҳаммуаллифони коғаз мебошанд, ки дар истеҳсоли электродҳо, истеҳсоли батарея ва ченкунии самаранокии батарея пешбарӣ мекунанд ва дар таҷрибаҳои рентгенӣ ва таҳлили маълумот кӯмак мекунанд.

"Блокҳои асосии сохтмон ин зарраҳо мебошанд, ки электродҳои батареяро ташкил медиҳанд, аммо вақте ки миқёс калон карда мешавад, ин зарраҳо бо ҳамдигар мутақобила мекунанд" гуфт олими SLAC Yijin Liu, як корманди манбаи нури радиатсионӣ дар Стэнфорд Синхротрон (SSRL). "Агар шумо хоҳед, ки батареяҳои беҳтар созед, шумо бояд бидонед, ки чӣ гуна зарраҳоро якҷоя кунед."

Дар доираи тадқиқот, Лин, Лю ва дигар ҳамкасбон усулҳои биниши компютериро истифода бурда, омӯхтанд, ки чӣ гуна зарраҳои алоҳида, ки электродҳои батареяҳои барқгирандаро ташкил медиҳанд, бо мурури замон вайрон мешаванд. Ҳадафи ин дафъа омӯзиши на танҳо зарраҳои алоҳида, балки роҳҳои якҷоя кор кардани онҳо барои дароз кардан ё кам кардани мӯҳлати батарея мебошад. Ҳадафи ниҳоӣ омӯхтани роҳҳои нави дароз кардани мӯҳлати тарроҳии батарея мебошад.

Дар доираи тадқиқот, гурӯҳ катодҳои батареяро бо рентгенҳо омӯхтанд. Онҳо томографияи рентгениро барои барқарор кардани тасвири 3D-и катоди батарея пас аз давраҳои гуногуни пуркунии барқ ​​истифода бурданд. Сипас онҳо ин тасвирҳои 3D-ро ба як қатор буридаҳои 2D буриданд ва барои муайян кардани зарраҳо усулҳои биниши компютериро истифода бурданд. Илова ба Лин ва Лю, ба тадқиқот пажӯҳишгари постдоктории SSRL Ҷиҷоу Ли, профессори муҳандисии механикии Донишгоҳи Пурдю Кейҷе Жао ва донишҷӯи аспиранти Донишгоҳи Пурдю Никхил Шарма дохил шуданд.

Муҳаққиқон дар ниҳоят зиёда аз 2000 заррачаҳои алоҳидаро муайян карданд, ки на танҳо хусусиятҳои инфиродии зарраҳо, аз қабили андоза, шакл ва ноҳамвории рӯи замин, балки инчунин хусусиятҳоеро, ки чӣ қадар зуд-зуд бо ҳам тамоси мустақим доштанд ва чӣ қадар заррачаҳо шаклро тағйир доданд.

Баъдан, онҳо ба он назар карданд, ки чӣ гуна ҳар як хосият боиси шикастани зарраҳо шудааст ва муайян карданд, ки пас аз 10 давраи заряднокӣ, бузургтарин омилҳо хосиятҳои зарраҳои алоҳида, аз ҷумла то чӣ андоза курашакл будани зарраҳо ва таносуби ҳаҷми зарраҳо ба майдони рӯизаминӣ мебошанд. Аммо пас аз 50 давра, хосиятҳои ҷуфтшавӣ ва гурӯҳӣ таҷзияи зарраҳоро ба вуҷуд оварданд, масалан, то чӣ андоза дур будани ду зарраҳо, то чӣ андоза шакл тағир ёфтан ва оё зарраҳои тӯби футболи дарозтар самти якхела доранд.

"Сабаб акнун на танҳо худи зарраҳо, балки таъсири мутақобилаи зарраҳо ва зарраҳо аст" гуфт Лю. Ин бозёфт муҳим аст, зеро ин маънои онро дорад, ки истеҳсолкунандагон метавонанд усулҳои назорати ин хосиятҳоро таҳия кунанд. Масалан, онҳо метавонанд майдонҳои магнитӣ ё барқро истифода баранд. Ҳамоҳанг кардани зарраҳои дарозкардашуда бо ҳамдигар, бозёфтҳои охирин нишон медиҳанд, ки ин мӯҳлати батареяро дароз мекунад."

Лин илова кард: "Мо ба таври ҷиддӣ таҳқиқ кардем, ки чӣ гуна батареяҳои EV дар шароити пуркунии зуд ва ҳарорати паст самаранок кор кунанд. Илова ба тарҳрезии маводи нав, ки метавонанд хароҷоти батареяро бо истифода аз ашёи хоми арзонтар ва фаровон кам кунанд, лабораторияи мо инчунин барои фаҳмидани рафтори батарея аз мувозинат дуртар кӯшиш ба харҷ дода мешавад. Мо ба омӯзиши маводи батарея ва вокуниши онҳо ба муҳити сахт шурӯъ кардем."