AEBetako Energiaren Saileko (Doe) Saileko ikertzaileek Argonne Laborategi Nazionalak aurkikuntza aitzindarien historia luzea dute litio-ioi baterien arloan. Emaitza horietako asko NMC, NCCEL Manganesoa eta kobalto oxidoa deitzen diren bateriaren katodoarentzat dira. Katoo honekin bateria batek Chevrolet Bolt boteratzen du.
Argoniako ikertzaileek beste aurrerapen bat lortu dute NMC katodoetan. Taldearen katodo katodoen egitura berri berriak bateria iraunkorragoa eta seguruagoa izan liteke, oso tentsio altuak funtzionatzeko eta bidaia-barruti luzeagoak eskaintzeko.
"Orain, bateriaren fabrikatzaileek presio handiko katodiko materialak egiteko erabil ditzaketen orientabideak ditugu." Khalil amin, argonne lagun emerituak.
"Dauden NMC katodoek oztopo handia aurkezten dute tentsio handiko lanetarako", esan du Guiliang Xu kimikari laguntzaileak. Karga-isurketarekin txirrindularitza, errendimendua azkar jaisten da katodoen partikulen pitzadurak eratzeagatik. Hamarkadetan, bateriaren ikertzaileek pitzadura horiek konpontzeko moduak bilatzen aritu dira.
Iraganeko metodo batek partikula esferiko txikiak erabili zituen partikula askoz txikiagoek osatzen dute. Partikula esferiko handiak poliksistema dira, hainbat orientazio domeinu kristalinekin. Ondorioz, zientzialariek partikulen arteko aleak dituzten mugak deitzen dituzte, bateria ziklo batean zehar pitzatu dezaketenak. Hori ekiditeko, Xu eta Argonne-ren lankideek partikula bakoitzaren inguruan estaldura polimero babesgarria garatu zuten. Estaldura honek partikula esferiko handiak eta partikula txikiagoak inguratzen ditu.
Pitzadura mota hau ekiditeko beste modu bat kristal partikula bakarrekoak erabiltzea da. Partikula horien mikroskopia elektroiak mugarik ez dutela erakutsi zuten.
Taldearen arazoa izan zen txirrindularitzan zehar estalitako polikzistalek eta kristal bakarrez egindako katodoak. Hori dela eta, material katodo horien azterketa zabala egin zuten Photon Iturri Aurreratuan (APS) eta Nanomaterialen (CNM) zentroan AEBetako Energiaren Argude Zientzia Zentroko AEBetako Sailean.
X izpien analisi ugari egin ziren bost APS besoetan (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-C eta 34-ID-E). Dirudienez, zientzialariek uste zuten kristal bakarra zela, elektroiak eta X izpien mikroskopiak erakusten duten moduan, benetan muga bat izan zuen. CNMSen eskaneatzeak eta transmisio-mikroskopia elektronikoak ondorio hau baieztatu zuen.
"Partikula horien gainazalen morfologia aztertu genuenean, kristal bakunak ziruditen", esan zuen Wenjun Liu fisikariak. â� <"但是, 当我们在 Aps 使用一种称为同步加速器 x 射线衍射显微镜的技术和其他技术时, 我们发现边界隐藏在内部". � <但是, 当 在 在 使用 使用 种 称为 同步 其他 射线 显微镜 的 技术 和 时, 我们 发现 边界 隐藏 在. ""Hala ere, Synkrotron X izpien difrakzio mikroskopia eta beste teknika batzuen teknika erabiltzen genuenean, mugak barruan ezkutatuta zeudela aurkitu dugu".
Garrantzitsua da taldeak mugarik gabe kristal bakarrekoak sortzeko metodo bat garatu du. Tentsio altuko katodo bakarreko zelula txikiak dituzten zelula txikiak probatzeak unitatearen bolumen bakoitzeko energia biltegiratzearen% 25 igo da. Aitzitik, interfaze anitzeko kristalez osatutako NMC katodoek% 60 eta% 88ko gaitasuna izan zuten bizitza berean.
Eskala atomikoko kalkuluak katodoen gaitasunen murrizketen mekanismoa azaltzen du. Maria Chang-en arabera, CNMko nanoeskientzialari batek, mugek oxigeno atomoak galtzen dituzte bateria kobratzen denean hauengandik urrunago dauden eremuak kargatzen direnean. Oxigenoaren galera horrek zelula zikloa degradatzea dakar.
"Gure kalkuluak erakusten du nola mugak nola eragin dezakeen presio handiko oxigenoa, eta horrek errendimendu murriztua ekar dezake", esan du Chanek.
Mugak ezabatzeak oxigenoaren bilakaera ekiditen du eta, horrela, katodoaren segurtasuna eta egonkortasun ziklikoa hobetuz. Oxigenoen bilakaera APS eta argi iturri aurreratuak AEBetako Energiaren Lawrence Saileko Lawrence Saileko Laborategi Nazionalean ondorio hau baieztatu dute.
"Orain, bateriaren fabrikatzaileek mugarik ez duten eta presio altuan funtzionatzen duten material katodoak erabil ditzaketen jarraibideak ditugu", esan du Khalil Amin-ek, argonne-ko emerituak. �� <"该指南应适用于 NMC 以外的其他正极材料". �� <"该指南应适用于 NMC 以外的其他正极材料"."Jarraibideak NMC ez diren beste material katoduei aplikatu beharko litzaizkieke."
Ikerketa honi buruzko artikulua Nature Energy aldizkarian agertu zen. Xu, Amin, Liu eta Chang-ekin batera, Xiang Liu, Chen Zhao Chaitanya Kolluru, Yuzi Liu, Liang Ying, Amin daali, Yang Ren, Wenqian Xu, Junjing Deng, Chengjun Sun, Tao Zhou, Ming du, eta Zonghai Chen. Lawrence Berkeley Laborategi Nazionaleko zientzialariek (Wanli Yang, Qingtian Li eta Zengqing Zhuo), Xiamen Unibertsitatea (Jing-Jing Fan, Ling Huang eta Shi-Gang Sun) eta Tsinghua Unibertsitatea (Dongsheng Ren, Xuning Feng eta Mingao Ouyang).
Nanomaterialen Argumaterialen Zentroari buruz, AEBetako Energiaren Nanoteknologia Ikerketa Zentroetako bost AEBetako bost erakunde nazionala da, AEBetako Diziplinarteko Nanoscale Ikerketarako AEBetako Diziplinarteko Ikerketarako Estatu Nagusia da. Elkarrekin, NSRC-ek nanoeskaleko materialak fabrikatzeko, prozesatzeko, karakteratzeko eta modelatzeko eta nanoteknologia ekimen nazionalaren azpiegituren inbertsiorik handiena irudikatzen duten instalazio osagarriak dira. NSRC AEBetako Energia Saileko Laborategi Nazionaletan dago, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia eta Los Alamos. NSRC DOE-ri buruzko informazio gehiago lortzeko, bisitatu https: // zientzia .osti .osti. Us - f a c piitu ie s / us er - f a c i l ie ie s - begirada - begirada bat.
ARGONNE Laborategi Nazionaleko AEBetako Energiaren Fotoi Iturri Aurreratuaren (APS) AEBetako Departamentuko Sailak munduko X izpien iturri produktiboenetako bat da. APS-k intentsitate handiko X izpiak eskaintzen ditu materialen zientzia, kimika, kondentsatutako gaien fisika, bizitza eta ingurumen zientziak eta ikerketa aplikatuak. X izpiak hauek dira materialak eta egitura biologikoak, elementuen banaketa, produktu kimiko, magnetiko eta elektronikoak banatzea, eta era guztietako ingeniaritza sistema teknikoetan, baterietatik erregai injektorearen toberak, gure ekonomia nazionalaren, teknologiarentzat ezinbestekoak dira. eta gorputza osasunaren oinarria. Urtero, 5.000 ikertzailek APSak erabiltzen dituzte 2.000 argitalpen baino gehiago argitaratzeko aurkikuntza garrantzitsuak eta proteina biologikoko egitura garrantzitsuagoak konpontzea X izpien beste edozein zentimoko erabiltzaileek baino. APS zientzialariek eta ingeniariek teknologia berritzaileak ezartzen ari dira azeleragailu eta iturri arinak hobetzeko oinarriak direnak. X izpiak x izpiak nabarmentzen dituztenak, X izpiak nabarmentzen dituztenak, X izpiak nanometro gutxira bideratzen dituztenak, X izpiek aztertzen ari diren laginarekin elkarreragiten duten instrumentuek eta APS aurkikuntzaren ikerketen bilketa eta kudeaketak datu-bolumen handiak sortzen dituzte.
Azterketa honek Photon Security-ren iturrietatik baliabideak erabili zituen, AEBetako Zientzia Erabiltzaileen Zientzia Zentroko AEBetako Energiaren Zentroko Sailak.
Argonne Laborategi Nazionalak etxeko zientziaren eta teknologiaren presio arazoak konpontzen ahalegintzen da. Ameriketako Estatu Batuetako lehen laborategi nazionala izanik, Argonne-k Oinarrizko Oinarrizko eta Aplikatuko ikerketa egiten du ia diziplina zientifiko guztietan. Argoniako ikertzaileek ehunka enpresa, unibertsitate eta federal, estatu eta udal agentzietako ikertzaileekin lan egiten dute, arazo zehatzak konpontzen laguntzeko, AEBetako lidergo zientifikoa aurrera ateratzen laguntzeko, eta nazioa etorkizun hobe baterako prestatzen laguntzeko. Argonne-k 60 herrialde baino gehiagotako langileak ditu eta Uchicago Argonne, AEBetako Energiaren Zientzia Bulegoaren LLC-k kudeatzen du.
AEBetako Energia Sailaren Zientzia Bulegoa nazioaren zientzia fisikoetan oinarrizko ikerketen sustatzaile handiena da, gure garaiko arazo larrienetako batzuei aurre egiteko. Informazio gehiago lortzeko, bisitatu https: // Energy .gov / Science Ience.