Wenn Sie zum Besten von eine fantastische Reise extra eine Elektrode einer Lithiumbatterie genug schrumpfen könnten, würden Sie feststellen, dass jener Ladezustand gen jeder Skala sehr ungleichmäßig ist.
Dasjenige ist nicht gut zum Besten von die Gesundheit des Akkus. Forscher jener Rice University, die dasjenige Problem erkannt nach sich ziehen, arbeiteten mit dem Energieministerium zusammen, um im Detail zu untersuchen, wie die verschiedenen Partikel in einer Elektrode während des Gebrauchs mit Lithium interagieren.
Insbesondere analysierte dasjenige Rice-Laboratorium des Materialwissenschaftlers Wenigstens Tang Wechselwirkungen im Nano- und Mikromaßstab intrinsisch von Lithium-Eisenphosphat-Kathoden durch Modellierung und Bildgebung, die von den Transmissions-Röntgenmikroskopie-Fähigkeiten des Brookhaven Patriotisch Laboratory und des Argonne Patriotisch Laboratory angeboten werden.
Ihr Einschränkung in jener Zeitschrift ACS Energy Letters jener American Chemical Society unterstützt Theorien, die Tang und seine Kollegen vor einigen Jahren aufgestellt nach sich ziehen und die vorhersahen, wie sich Lithium in jener dynamischen Umgebung intrinsisch einer typischen kommerziellen negative Elektrode bewegt.
Die Möglichkeit, dasjenige Laden und Entlassen von versiegelten Kathoden in Brookhaven zu beobachten, war ein absoluter Demonstration.
„Batterien nach sich ziehen viele Partikelaggregate, die Lithium aufsaugen und hergeben, und wir wollten wissen, welches gen ihren Oberflächen passiert, wie stetig die Reaktion ist“, sagte Tang, außerordentlicher Professor zum Besten von Materialwissenschaften und Nanotechnik. „Generell wollen wir immer eine gleichmäßigere Reaktion, damit wir die Batterie schneller laden können.“
In Bildern, die am leistungsstarken Röntgen-Synchrotron von Brookhaven aufgenommen wurden, sahen die Forscher, dass wenige Bereiche intrinsisch jener negative Elektrode besser einsaugen wie andere. Die Fähigkeit, einzelne oder aggregierte Partikel in 3D zu betrachten, zeigte, dass Lithium bestimmte Regionen oppositionell anderen vorzugsweise, anstatt extra ihre gesamte Oberfläche zu reagieren.
„Dasjenige unterscheidet sich sehr von jener konventionellen Weisheit“, sagte Tang. „Die interessanteste Observation ist, dass solche Reaktionsregionen wie eindimensionale Filamente geformt sind, die extra jener Oberfläche dieser aggregierten Partikel liegen. Es war irgendwie seltsam, gleichwohl es stimmte mit dem überein, welches wir in unseren Modellen gesehen nach sich ziehen.“
Tang sagte, die Lithiumfilamente sahen aus wie dicke Nanoröhren und waren mehrere hundert Nanometer breit und mehrere Mikron weit.
Er sagte, dass Spannungen zwischen fehlausgerichteten Kristalliten in den Partikelagglomeraten verhindern, dass Lithium stetig in die Aggregatoberfläche eingeführt oder daraus extrahiert wird, da dies vereinigen zu großen Energienachteil erzeugen würde. Stattdessen wird Lithium gezwungen, an „heißen Stellen“, die die Filamentform prosperieren, in die Aggregate rein oder aus ihnen hervor zu fließen.
Welches bedeutet dasjenige zum Besten von die Akkuleistung?
„Dasjenige ist eine schlechte Sache“, sagte Tang. „Da dasjenige Lithium nicht stetig in die negative Elektrode gelangen kann, verlangsamt es die Interkalationsmechanik.
„Unsrige Studie bietet wenige potenzielle Möglichkeiten, um die Lithiuminsertion oder -extraktion unter diesen Aggregaten oder einzelnen Partikeln gleichmäßiger zu gestalten“, sagte er. „Dasjenige Verdienen einer gewissen Porosität in die Partikelagglomerate könnte irgendetwas Energiedichte opfern, gleichwohl synchron würde es Lithium geben, gleichmäßiger einzudringen. Dasjenige könnte es Ihnen geben, mehr Kraft unter einer bestimmten Lade-/Entladerate zu erhalten.
„Ein anderer Gedanke ist, wenn wir die Ausrichtung dieser kleinen Partikel irgendwie so justieren können, dass ihre maximale Ausweitung senkrecht zueinander ist, werden sie die Lithium-Interkalation besser rezipieren“, sagte er.
Dasjenige sei eine Herausforderung zum Besten von die Batteriehersteller, räumte er ein.
„Wir nach sich ziehen nicht genug Erlebnis in jener Synthese, um zu wissen, wie wir dasjenige bewerkstelligen können“, sagte Tang. „Welches wir bereitstellen, ist ein Köder. Mal sehen, ob der gerne Süßigkeiten isst beißt.“
Die Rice-Absolventen Fan Wang und Kaiqi Yang sind Cobalt-Hauptautoren jener Arbeit. Cobalt-Autoren sind Mingyuan Ge, Jiajun Wang, Jun Wang, Xianghi Xiao und Wah-Keat Lee, jeder Brookhaven Patriotisch Laboratory, Upton, New York; und Linsen Lithium von jener Shanghai Jiao Tong University.
Forschungsbericht: Reaktionsheterogenität in LiFePO4-Agglomeraten und die Rolle von interkalationsinduziertem Stress
verwandte Sinister
Reis Universität
Stromversorgung jener Welt im 21. Jahrhundert unter Energy-Daily.com
|
Wir erfordern deine Hilfe. Dasjenige SpaceDaily-Nachrichtennetzwerk wächst weiter, gleichwohl es war noch nie so schwierig, Einnahmen aufrechtzuerhalten. Mit dem Stiege von Werbeblockern und Facebook – unsrige traditionellen Einnahmequellen extra hochwertige Netzwerkwerbung in Betracht kommen weiter zurück. Und im Streitfrage zu so vielen anderen Nachrichtenseiten nach sich ziehen wir keine Paywall – mit diesen lästigen Benutzernamen und Passwörtern. Die Veröffentlichung unserer Nachrichtenberichterstattung an 365 Tagen im Jahr erfordert Zeit und Mühsal. Wenn Sie unsrige Nachrichtenseiten informativ und nützlich finden, ziehen Sie Gesuch in Betracht, ein regelmäßiger Unterstützer zu werden oder vorerst vereinigen einmaligen Mitgliedsbeitrag zu leisten. |
||
|
SpaceDaily-Mitwirkender $5 einmal in Zeche gestellt Kreditkarte oder Paypal |
Monatlicher Unterstützer von SpaceDaily $5 Monatlich in Zeche gestellt nur Paypal |
|
Die neuartige Verwendung von eisenumsponnenen Kohlenstoff-Nanofasern führt zu einer Hochleistungs-Energiespeicherung
Peking, VR China (SPX), 07.04.2022
Eine neue Studie chinesischer Forscher zeigt vereinigen neuartigen Technik zur Verbesserung jener Speicherleistung von Batterien und Kondensatoren. Die Forscher entwickelten vereinigen einfachen, gleichwohl effizienten Weg, um ein Werkstoff mit hervorragender Leistung zum Besten von den Kapitaleinsatz in Geräten herzustellen, die gen Lithium-Ionen-Speicherung angewiesen sind. Energiespeichertechnologien werden immer wichtiger, da sich die Welt in Richtung Kohlenstoffdioxid-Unparteilichkeit bewegt und versucht, den Automobil- und erneuerbaren Energiesektor weiter zu elektrifizieren. Lithium-Ionen-Technologie ist entscheidend zum Besten von Power … mehr Vorlesung halten
