לערנען געפינט שליסל צו פֿאַרבעסערן באַטאַרייע לעבן: ינטעראַקטיאָנס צווישן פּאַרטיקאַלז

לויט פרעמד מעדיע ריפּאָרץ, פענג לין, אַ מיטאַרבעטער פּראָפעסאָר אין די דעפּאַרטמענט פון כעמיע אין ווירזשיניע טעק קאָלעדזש פון וויסנשאַפֿט, און זיין פאָרשונג מאַנשאַפֿט געפונען אַז פרי באַטאַרייע פאַרפוילן איז געטריבן דורך די פּראָפּערטיעס פון יחיד ילעקטראָוד פּאַרטיקאַלז, אָבער נאָך דאַזאַנז פון טשאַרדזשיז. נאָך לופּינג, ווי די פּאַרטיקאַלז פּאַסיק צוזאַמען איז מער וויכטיק.

"די לערנען ריווילז די סיקריץ פון ווי צו פּלאַן און פּראָדוצירן באַטאַרייע ילעקטראָודז פֿאַר אַ לאַנג באַטאַרייע ציקל לעבן," האט געזאגט לין. דערווייַל, Lin's לאַבאָראַטאָריע איז ארבעטן אויף רידיזיינינג באַטאַרייע ילעקטראָודז צו שאַפֿן שנעל-טשאַרדזשינג, נידעריקער-קאָסטן, מער לעבן און ינווייראַנמענאַלי פרייַנדלעך ילעקטראָוד אַרקאַטעקטשער.

0
באַמערקונג
קלייַבן
ווי
טעכנאָלאָגיע
לערנען געפינט שליסל צו פֿאַרבעסערן באַטאַרייע לעבן: ינטעראַקטיאָנס צווישן פּאַרטיקאַלז
GasgooLiu Liting5小时前
לויט פרעמד מעדיע ריפּאָרץ, פענג לין, אַ מיטאַרבעטער פּראָפעסאָר אין די דעפּאַרטמענט פון כעמיע אין ווירזשיניע טעק קאָלעדזש פון וויסנשאַפֿט, און זיין פאָרשונג מאַנשאַפֿט געפונען אַז פרי באַטאַרייע פאַרפוילן איז געטריבן דורך די פּראָפּערטיעס פון יחיד ילעקטראָוד פּאַרטיקאַלז, אָבער נאָך דאַזאַנז פון טשאַרדזשיז. נאָך לופּינג, ווי די פּאַרטיקאַלז פּאַסיק צוזאַמען איז מער וויכטיק.

"די לערנען ריווילז די סיקריץ פון ווי צו פּלאַן און פּראָדוצירן באַטאַרייע ילעקטראָודז פֿאַר אַ לאַנג באַטאַרייע ציקל לעבן," האט געזאגט לין. דערווייַל, Lin's לאַבאָראַטאָריע איז ארבעטן אויף רידיזיינינג באַטאַרייע ילעקטראָודז צו שאַפֿן שנעל-טשאַרדזשינג, נידעריקער-קאָסטן, מער לעבן און ינווייראַנמענאַלי פרייַנדלעך ילעקטראָוד אַרקאַטעקטשער.

בילד מקור: פענג לין

"ווען די ילעקטראָוד אַרקאַטעקטשער אַלאַוז יעדער יחיד פּאַרטאַקאַל צו ריספּאַנד געשווינד צו עלעקטריקאַל סיגנאַלז, מיר וועלן האָבן אַ גרויס מכשירים צו געשווינד טשאַרדזשינג באַטעריז," לין געזאגט. "מיר זענען יקסייטאַד צו געבן אונדזער פארשטאנד פון דער ווייַטער דור פון נידעריק-פּרייַז שנעל-טשאַרדזשינג באַטעריז. "

די פאָרשונג איז געווען געפירט אין מיטאַרבעט מיט די יו. עס. דעפּאַרטמענט פון ענערגיע ס SLAC נאַשאַנאַל אַקסעלעראַטאָר לאַבאָראַטאָריע, פּורדוע אוניווערסיטעט און די אייראפעישע סינטשראָטראָן ראַדיאַציע מעכירעס. Zhengrui Xu און Dong Ho, פּאָסטדאָקטאָראַל פעלאָוז אין Lin ס לאַבאָראַטאָריע, זענען אויך קאָ-מחברים אויף דעם פּאַפּיר, לידינג ילעקטראָוד פאַבריקיישאַן, באַטאַרייע פאַבריקיישאַן און באַטאַרייע פאָרשטעלונג מעזשערמאַנץ, און אַסיסטינג מיט X-Ray יקספּעראַמאַנץ און דאַטן אַנאַליסיס.

"די יקערדיק בנין בלאַקס זענען די פּאַרטיקאַלז וואָס מאַכן-אַרויף באַטאַרייע ילעקטראָודז, אָבער ווען סקיילד אַרויף, די פּאַרטיקאַלז ינטעראַקט מיט יעדער אנדערע," האט געזאגט SLAC געלערנטער Yijin Liu, אַ יונגערמאַן אין די Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL). "אויב איר ווילן צו מאַכן בעסער באַטעריז, איר דאַרפֿן צו וויסן ווי צו שטעלן פּאַרטיקאַלז צוזאַמען."

ווי אַ טייל פון דער לערנען, Lin, Liu און אנדערע קאָלעגעס געוויינט קאָמפּיוטער זעאונג טעקניקס צו לערנען ווי די יחיד פּאַרטיקאַלז וואָס מאַכן זיך די ילעקטראָודז פון קריקאָנלאָדלעך באַטעריז ברעכן אַראָפּ איבער צייַט. דער ציל דעם מאָל איז צו לערנען ניט בלויז יחיד פּאַרטיקאַלז, אָבער אויך די וועגן ווי זיי אַרבעטן צוזאַמען צו פאַרברייטערן אָדער רעדוצירן די באַטאַרייע לעבן. די לעצט ציל איז צו לערנען נייַע וועגן צו פאַרברייטערן די לעבן פון באַטאַרייע דיזיינז.

ווי אַ טייל פון דער לערנען, די מאַנשאַפֿט געלערנט די באַטאַרייע קאַטאָוד מיט X-שטראַלן. זיי געוויינט X-Ray טאָמאָגראַפי צו רעקאָנסטרוירן אַ 3 ד בילד פון די קאַטאָוד פון די באַטאַרייע נאָך פאַרשידענע טשאַרדזשינג סייקאַלז. זיי דעמאָלט שנייַדן די 3 ד בילדער אין אַ סעריע פון ​​2 ד סלייסיז און געוויינט קאָמפּיוטער זעאונג מעטהאָדס צו ידענטיפיצירן די פּאַרטיקאַלז. אין אַדישאַן צו לין און ליו, די לערנען אַרייַנגערעכנט SSRL פּאָסטדאָקטאָראַל פאָרשער Jizhou Li, Purdue אוניווערסיטעט מאַקאַניקאַל ינזשעניעריע פּראָפעסאָר Keije Zhao, און Purdue אוניווערסיטעט גראַדזשאַוואַט תּלמיד Nikhil Sharma.

די ריסערטשערז לעסאָף יידענאַפייד מער ווי 2,000 יחיד פּאַרטיקאַלז, קאַלקיאַלייטינג ניט בלויז יחיד פּאַרטאַקאַל קעראַקטעריסטיקס אַזאַ ווי גרייס, פאָרעם און ייבערפלאַך ראַפנאַס, אָבער אויך פֿעיִקייטן אַזאַ ווי ווי אָפט די פּאַרטיקאַלז זענען אין דירעקט קאָנטאַקט מיט יעדער אנדערע און ווי פיל די פּאַרטיקאַלז געביטן פאָרעם.

דערנאָך, זיי געקוקט ווי יעדער פאַרמאָג געפֿירט די פּאַרטיקאַלז צו ברעכן אַראָפּ, און געפונען אַז נאָך 10 טשאַרדזשינג סייקאַלז, די ביגאַסט סיבות זענען די פּראָפּערטיעס פון די יחיד פּאַרטיקאַלז, אַרייַנגערעכנט ווי ספעריש די פּאַרטיקאַלז זענען און די פאַרהעלטעניש פון פּאַרטאַקאַל באַנד צו ייבערפלאַך געגנט. נאָך 50 סייקאַלז, אָבער, פּאָרינג און גרופּע פּראָפּערטיעס דראָווע די פּאַרטאַקאַל דיקאַמפּאָוזישאַן - אַזאַ ווי ווי ווייַט באַזונדער די צוויי פּאַרטיקאַלז זענען, ווי פיל די פאָרעם געביטן, און צי די מער ילאָנגגייטאַד פוסבאָל-שייפּט פּאַרטיקאַלז האָבן ענלעך אָריענטיישאַנז.

"די סיבה איז ניט מער בלויז די פּאַרטאַקאַל זיך, אָבער די פּאַרטאַקאַל-פּאַרטאַקאַל ינטעראַקשאַן," ליו געזאגט. דער דערגייונג איז וויכטיק ווייַל עס מיטל אַז מאַניאַפאַקטשערערז קענען אַנטוויקלען טעקניקס צו קאָנטראָלירן די פּראָפּערטיעס. פֿאַר בייַשפּיל, זיי קען זיין ביכולת צו נוצן מאַגנעטיק אָדער עלעקטריק פעלדער אַליינדינג די ילאָנגגייטאַד פּאַרטיקאַלז מיט יעדער אנדערע, די לעצטע פיינדינגז פֿאָרשלאָגן אַז דאָס וועט פאַרברייטערן די באַטאַרייע לעבן.

Lin צוגעגעבן: "מיר האָבן ינטענסיוו ריסערטשינג ווי צו מאַכן EV באַטעריז אַרבעט יפישאַנטלי אונטער שנעל טשאַרדזשינג און נידעריק טעמפּעראַטור טנאָים. אין אַדישאַן צו דיזיינינג נייַע מאַטעריאַלס וואָס קענען רעדוצירן די באַטאַרייע קאָס דורך ניצן טשיפּער און מער שעפעדיק רוי מאַטעריאַלס, אונדזער לאַבאָראַטאָריע עס איז אויך געווען אַ אָנגאָינג מי צו פֿאַרשטיין די אָפּפירונג פון די באַטאַרייע אַוועק פון יקוואַליבריאַם. מיר האָבן אנגעהויבן צו לערנען באַטאַרייע מאַטעריאַלס און זייער ענטפער צו האַרב ינווייראַנמאַנץ.