АКШнын Энергия бөлүмүнүн (DOE) argonne улуттук лабораториясы Литий-Ион батарейки жаатындагы пионердик айдын пионердик ачылыштарынын узак тарыхына ээ. Булардын көпчүлүгү Батарейка катофу, NMC, никель марганец жана кобальт кычкылы деп аталган батарейка катход үчүн. Азырынча батарейка азыр азыр Chevrolet Bolt ыйгарым укуктары.
Аргонна Изилдөөчүлөрү НМК катосесинде дагы бир ийгиликтерге жетишти. Команданын жаңы кичинекей катоддун бөлүкчөлөрүнүн структурасы батарейканы бышык жана коопсузураак, өтө жогорку чыңалууларды иштетип, саякатка көтөрө алышы мүмкүн.
"Азыр биз батарейканын өндүрүүчүлөрү жогорку басымдарды, чексиз катоддорду," Халил Амин, Аргонна Персоналдык ишканасын жасоого жардам бере тургандыгын көрсөтөбүз.
"Учурдагы NMC Катогос жогорку чыңалуу үчүн чоң тоскоолдуктарды тартуулайт", - деди Химик Хемик Гуилянг XU. Заряддуу велосипед тебүү менен, спектакль катходия бөлүкчөлөрүндө жаракаларды пайда кылууга байланыштуу тез түшөт. Ондогон жылдар бою батарейка изилдөөчүлөр бул жараканы оңдоонун жолдорун издешет.
Мурунку бир ыкмада бир нече майда бөлүкчөлөрдөн турган кичинекей сфералык бөлүкчөлөр. Чоң сфералык бөлүкчөлөр - поликристаллдык, ар кандай багытта кристаллдуу домендер бар. Натыйжада, алар илимпоздордун бүчүрлөрүнүн ортосунда дан эгиндеринин чектерин чакырышат, ал батарейканын цикл учурунда жаракаларга алып келиши мүмкүн. Буга жол бербөө үчүн, xu жана argonne кесиптештери буга чейин ар бир бөлүкчөнү айландырган коргонуучу полимердик полимер менен каптап кетишкен. Бул каптоо чоң сфералык бөлүкчөлөрдү жана майда бөлүкчөлөрдү курчап турат.
Мындай крестиктин мындай түрүнөн башка бир жол - бул бирдиктүү кристалл бөлүкчөлөрүн колдонуу. Бул бөлүкчөлөрдүн электрондук микроскопиясы алардын чек аралары жок экендигин көрсөттү.
Команданын көйгөйү Польпинг учурунда капталган поликристалдардан жана бирдиктүү кристаллдар менен жасалган катододдор эле Ошондуктан, АКШнын Энергетика Республикасынын Энергетика Департаментинин (ARGENGNE SNCUS CENCION INCUS CENGION) алдыңкы фотон шаарындагы (APS) жана Наноматериалдык Департаментинин (МАН Наноматериалдык »Борборунун (ДТА) материалдарын кеңири талдоо жүргүзүштү.
Беш APS курал-жарактары боюнча ар кандай рентген анализдер (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-I жана 34-ID-ID-E). Илимпациялаштар, электр жана рентген микроскопия менен көрсөтүлгөндөй, бир гана кристалл деп ойлошкон, чындыгында, ичи чек арасы болгон. CNMSтин сканерлөөсү жана өткөрүп берүүчү электрондук микроскопиясы бул жыйынтыкты ырастады.
"Бул бөлүкчөлөрдүн жер бетиндеги морфологиясын карасак, алар бирдиктүү кристаллдарга окшош", - деди физик Вэнжун Лю. �� <"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 在 加速器 射线 加速器 加速器 加速器 加速器 射线 我们 我们 我们 我们 我们 技术 和 其他, 我们 发现 边界 隐藏 在.""Бирок, синхротрон деп аталган техниканы колдонгон учурда, ДТАдагы башка техникалар, биз чек аралар жашырылганын байкадык."
Эң негизгиси, команда бирдиктүү кристаллдарды чексиз өндүрүү ыкмасын иштеп чыкты. Ушул бойдок кристаллдык катод менен кичинекей клеткаларды сыноо өтө жогорку чыңалуудагы кичинекей чыңалуулар менен бирдиктин көлөмүнө энергияны сактоонун 25% га жогорулашын, дээрлик 100 тест циклинен ашып кетпегендигин көрсөттү. Ал эми, бир катар интерфействалдан же капталган поликалдардан куралган НМК катодос бир эле өмүр бою 60% дан 88% га чейин төмөндөйт.
Атомдук масштабдагы эсептөөлөр катходия чазмагын азайтуу механизмин ачып берет. Мария Чанг, Наноникти коностивде, CNOSCIENT, Чек аралар, батарейканы алардан алыстап кеткендерге караганда алданган кычкылтек атомдорун жоготушу мүмкүн. Бул кычкылтектин жоголушу уюлдук циклдин деградациясына алып келет.
"Биздин эсептөөлөр, чек аранын кычкылтекке кантип жетелей тургандыгын көрсөтүп, анын айтымында, төмөндөтүлүп кетүүгө алып келиши мүмкүн" деди Чан.
Чек араны четтетүү кычкылтек эволюциясына жол бербейт, ошону менен каташынын коопсуздугун жана циклдик туруктуулугун жогорулатат. Кычкылтек эволюциясы ДТЧ менен өлчөө жана АКШнын Энергетика министрлигинин Өркүндөтүлгөн Булак Бөлөкпөрү Беркли Беркли Улуттук лабораториясы бул корутунду тастыктайт.
"Азыр биз батарейканын өндүрүүчүлөрү катход материалдарын жасоого жана жогорку басымга ээ болбой турган катоддордун материалдарын колдоно алат деген көрсөтмөлөр бар" деди Аргонна � "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"."Көрсөтмөлөр NMCден башка катоддордун материалдарына карата колдонулушу керек."
Бул изилдөө жөнүндө макала жаратылыш энергиясында пайда болду. Xu, amin, liu жана chang, argonne авторлору - Сианг-Лю, Венката Сюря Чаитанья Коллу, Чен Жао, Синвей Чау, Юзи Лю, Лю Лю, Люанг Йинг, Амин Даали, Янг Рен, Вэнь Чен. Лоуренс Беркли Улуттук лаборатория (Ванли Ян, Цинтиан Ли, Цинкинг Чжуо), Сяамен Университет (Джинг-Джинг Фан, Линг Хуанг жана Ши-Ганг Сан) жана Циншуа университети
Наноматериалардын борбору үчүн Аргонерна борбору жөнүндө Наноматериология борбору жөнүндө, Нанотехнология илимдеринин бешинчи бөлүмүнүн бири, АКШнын Энергия бөлүмүнүн илим кызматы башкармалыгы тарабынан колдоого алынган Улуттук Колдонуучу Иноский изилдөөсү. Бирге, NSRCлер Наноскале материалдарын ойдон чыгаруучу, кайра иштетүү, мүнөздөөчү, мүнөздөө жана моделдөө үчүн изилдөөчүлөрдү берип, улуттук нанотехнология демилгесинин алдындагы ири инфраструктуралык инвестицияны билдирет. NSRC АКШнын Энергетика Улуттук лабораториясындагы Аргонжен, Брукхавен, Лоуренс Беркли, Оук Ридж, Сандия жана Лос Аламосу. NSRC DOE жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн, https: // science .OSTI
АКШнын Энергиянын энергетика бөлүмү Аргонне улуттук лабораториясында АПС (ДТА) Дүйнөдөгү эң жемиштүү X-Ry Ra-Ry righties компаниясынын бири болуп саналат. ДТА илим, химия, конденсацияланган материя физикасы, жашоо жана экологиялык илимдер жана колдонмо илимдер жана прикладдык изилдөө иштерин жүргүзүүдө ар кандай илимий-изилдөө коомчулугуна жогорку күч-кубат берет. Бул рентген нурлар материалдарды жана биологиялык структураларды, химиялык, магнитикалык жана электрондук мамлекеттердин, техникалык жактан маанилүү инженердик тутумдарды, батарейканын, технологияны, технологиялар үчүн маанилүү болгон инжектордун ижарачынын доорлорун, техникалык жактан маанилүү инженердик тутумдар үчүн идеалдуу. дене ден-соолуктун негизи. Жыл сайын 5000ден ашуун изилдөөчүлөр APAs программасын 2000ден ашуун адамдан ашуун адамдан ашык адабияттарды басуу жана башка рентген изилдөө борборунун колдонуучуларына караганда көбүрөөк биологиялык протеин түзүмдөрүн кеңири жарыялоону колдонушат. APS илимпоздору жана инженерлери акселераторлордун жана жеңил булактардын ишин өркүндөтүүгө негиз болуп, инновациялык технологияларды ишке ашырып жатышат. Буга рентгендер, рентген нурлуу нурларын өндүрүп, рентген нурлуу нурларга, рентген нурларга, шаймандарды, APS ачылыштарын чогултуу жана башкаруу боюнча изилдөөлөрдүн изилдөөсүн алып келген инструменттерге ээ болгон киргизүү шаймандары кирет.
Ушул изилдөөдөн алынган ресурстар Алдыңкы фотон булактары, АКШнын Энергетика Бюросунун АКШнын Энергия бөлүмүнүн "ac02-06ch11357 боюнча АКШнын Энергетика бөлүмүнүн" ЕНЛИСТИКАЛЫК БӨЛҮҮ Бюросуна Лаборатория башкармалыгынын Өркүндөтүлгөн фотосүрөт бөлүмү.
Аргонна улуттук лабораториясы ички илимдин жана технологиялардын басымдуу көйгөйлөрүн чечүүгө умтулат. Америка Кошмо Штаттарындагы биринчи улуттук лаборатория катары Аргонна ар бир илимий тартипте кесилген негизги жана прикладдык изилдөө иштерин жүргүзөт. Аргонна Изилдөөчүлөрү атайын көйгөйлөрдү чечүүгө, АКШнын илимий жетекчилигин өрчүтүүгө жана улутту жакшыраак келечекке даярдоого жардам берүү үчүн жүздөгөн компаниялар, университеттердин, университеттердин, университеттердин, университеттерден жана муниципалдык агенттиктерден тыгыз иштешет. Аргонне 6дан ашык мамлекеттин кызматкерлери иштейт жана АКШнын Энергетика бөлүмүнүн Аппараттык бөлүмүнүн бөлүмү Учикаго Аргонн, ЖЧКсы иштейт.
АКШнын Энергетика бөлүмүнүн кеңсеси - бул биздин убакыттын эң актуалдуу маселелерин чечүү үчүн иштеп жаткан физикалык илимдердеги негизги изилдөөлөрдүн эң ири көрсөткүчү болуп саналат. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн, Https: // Энергетика /Gov / Илимий.