Peneliti ing Departemen Argonne Argonne Argonne Ungetory National National Drawate duwe riwayat penemuan pionir ing bidang litium-ion batere. Akeh asil kasebut yaiku kanggo katode baterei, disebut NMC, Nickel Manganese lan Kobalt Oksida. Baterei karo katodha iki saiki nguwuh -kok bolt chevrolet.
Peneliti Argonne wis ngrampungake terobosan liyane ing Cathod NMC. Struktur partikel cilik cathode cilik sing anyar bisa nggawe baterei luwih tahan lama lan luwih aman, bisa ngoperasikake kanthi voltase sing dhuwur banget lan nyedhiyakake kisaran perjalanan sing luwih dawa.
"Saiki kita duwe tuntunan sing produsen baterei bisa digunakake kanggo nggawe bahan cathode dhuwur," Khalil Amin, Argonne Fellow Clowellow.
"Cathod NMC sing ana saiki rintangan utama kanggo karya voltase dhuwur," ujare Asisten kimia Guiliang Xu. Kanthi muter-muter-muter-muter, kinerja tetes kanthi cepet amarga pembentukan retak ing partikel cathode. Wis pirang-pirang puluh taun, peneliti baterei wis golek cara kanggo ndandani retak kasebut.
Siji metode ing sadurunge partikel spherical cilik dumadi dumadi saka akeh partikel sing luwih cilik. Partikel bundher sing gedhe yaiku polycrystalsstalline, kanthi domain kristal macem-macem orientasi. Akibaté, dheweke duwe apa sing diarani para ilmuwan ing antarane partikel, sing bisa nyebabake baterei bisa kokain sajrone siklus. Kanggo nyegah kolega Xu lan Argonne iki sadurunge ngembangake lapisan polimer protèktif ngubengi saben partikel. Lapisan iki ngubengi partikel buncis sing gedhe lan partikel sing luwih cilik ing njero.
Cara liya kanggo ngindhari kokain kaya iki yaiku nggunakake partikel crystal. Mikroskopi elektron saka partikel kasebut nuduhake yen ora duwe wates.
Masalah kanggo tim kasebut yaiku kathod sing digawe saka poliptrystal sing dilapisi lan kristal tunggal isih retak sajrone muter. Mula, dheweke nganakake analisis bahan cathode kasebut ing sumber cekungan cathon (APS) lan pusat kanggo nanomaterial (CNM) ing Departemen Argonne Science Center.
Macem-macem analisa sinar X sing ditindakake ing limang Aps lengen (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-C lan 34-ID-E). Pranyata manawa apa sing dipikirake ilmuwan minangka kristal tunggal, kaya sing dituduhake dening mikroskop elektron lan x-ray, sejatine duwe wates ing njero. Mikroskopi elektron transmisi CNM ngonfirmasi kesimpulan iki.
"Nalika kita nyawang morfologi lumahing partikel kasebut, dheweke katon kaya kristal tunggal," ujare Fissizist Wenjun Liu. 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." â� <"但是, 但是 在 使用 使用 种 称为 同步 加速器 x 射线 显微镜 的 技术 和 其他 的 技术 和 其他 时, 我们我们 边界 隐藏 在.""Nanging, nalika nggunakake teknik sing diarani mikroskop sinuscopy synchrotron x-ray lan teknik liyane ing aps, kita nemokake manawa wates kasebut didhelikake ing njero."
Penting, tim kasebut wis ngembangake metode kanggo ngasilake kristal siji tanpa wates. Tes sel-sel cilik karo cathode sing tunggal-kristal iki kanthi voltase sing dhuwur banget nuduhake tambahan energi energi saben volume unit kanthi volume unit kanthi volume unit kanthi luwih saka 100 siklus tes. Beda, Cathod NMC dumadi saka kristal siji utawa poli poli sing dilapisi nuduhake kapasitas gulung 60% nganti 88% sajrone umur sing padha.
Pitungan skala atom mbukak mekanisme nyuda cathode kapasitas. Miturut Maria Chang, sawijining nanoscientist ing CNM, wates luwih cenderung kelangan atom oksigen nalika batere dikira luwih saka wilayah kasebut. Kélangan oksigen iki nyebabake kerusakan siklus sel.
"Kalungan kita nuduhake kepiye wates bisa nyebabake oksigen dibebasake kanthi tekanan sing dhuwur, sing bisa nyebabake kinerja suda," ujare Chan.
Ngilangake tapel-wates ngalangi evolusi oksigen, saéngga nambah stabilitas lan sikabilitas cyclic saka kate. Pangukuran evolusi oksigen karo APS lan sumber cahya sing maju ing laboratorium Tenaga Lawretory Tenaga Kerja Nasional Lawrence Tenaga AS LABORREE AS ​​Konfirmasi kesimpulan iki.
"Saiki kita duwe pedoman sing produsen baterei bisa digunakake kanggo nggawe bahan Cathode sing ora ana watesan lan operate kanthi tekanan dhuwur," ujare Khalil Amin, argonne Fellow edititus. â� <"该指南应适用于 nmc 以外 的 其他正极材料." â� <"该指南应适用于 nmc 以外 的 其他正极材料.""Pandhuan kudu ditrapake kanggo bahan cathode saliyane NMC."
Artikel babagan panliten iki muncul ing Jurnal Alam Energi. Saliyane Xu, Amin, Liu lan Chang, Penulis Argonne yaiku Xiang Liu, Venkata Surya Chaitanya Koluru, Chengwei Hwang, Mingo Zhou, Ming Du, Ming Du, Ming Du, Ming Du, Ming Du, Ming Du, Ming Du, Ming Du, Ming Du, Ming Du, lan Zonghai Chen. Ilmuwan saka laboratorium Law berkeley Berkeley (Wanli Yang, Qingtian Li, lan Zengqing Zhuo), Xiamen University (Jing-Jing Fan, Fan Ling Ling lan Shi-Gang (Dongsheng Ren, Xuning Feng lan Mingao Ouyang).
Babagan Pusat Argonne kanggo nanomaterial ing tengah-tengah nanomaterial, minangka institusi pangguna Nasional Nanotekologi AS Nanotekologi AS kanggo kita interdisipliner nanosciplared nanoscalin riset ilmu pengetahuan AS. Bebarengan, NSRCS mbentuk setelan pelengkap sing menehi peneliti kanthi kapabilitas seni kanggo ngrancang, ngolah, negesake, lan modeling investasi in in instruksi instasi nasional. NSRC mapan ing Departemen Laboratorium Nasional Nasional energi ing AS Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia, lan Los Alamos. Kanggo informasi luwih lengkap babagan NSRC Doe, bukak https: // Ilmu .Onti.
Sumber cekungan FREATION Lanjut Energi Lanjut (APS) ing Laboratorium Nasional Argonne minangka salah sawijining sumber sinar-X sing paling produktif ing saindenging jagad. APR nyedhiyakake intensitas sinar X kanthi macem-macem komunitas riset ing Ilmu bahan, kimia, fisika penting, urip lan ilmu lingkungan, lan riset sing ditrapake. Sinar X iki cocog kanggo sinau babagan bahan lan struktur biologis, panyebaran unsur, bahan bakar, lan elektronik sistem injector kanthi teknis, sing penting kanggo ekonomi nasional kita, teknologi. lan awak dhasar kesehatan. Saben taun, luwih saka 5,000 peneliti nggunakake luwih saka 2,000 publikasi sing rinci babagan panemuan penting lan ngrampungake struktur protein biologis sing luwih penting tinimbang pangguna riset x-riset liyane. Pelacang lan Engineer APL ngetrapake teknologi inovatif sing dadi dhasar kanggo ningkatake perlungaga akelerator lan sumber sing entheng. Iki kalebu piranti input sing ngasilake sinar X sing padhang banget dening peneliti, lensa sing fokus ing sinar X sing fokus karo sawetara nanometer, lan koleksi APS sing ditambani kanthi volume data sing gedhe banget.
Panaliten iki nggunakake sumber daya saka sumber sing Advanced, Kantor Tenaga Tenaga Kerja AS sing dilakokno dening Laboratorium Nasional Argonne kanggo Departemen Tenaga Energy Science De-AC02-06CH11357.
Laboratorium Nasional Argonne usaha kanggo ngrampungake masalah mencet ing ilmu lan teknologi sing ditindakake. Minangka laboratorium nasional pertama ing Amerika Serikat, Argonne nindakake riset dhasar pemotong lan riset sing ditrapake ing saben disiplin ilmiah. Peneliti Argonne nyambut gawe kanthi rapi saka para peneliti saka atusan perusahaan, lan agensi federal, negara, lan kotamadya kanggo mbantu ngatasi masalah tartamtu, lan nyiyapake bangsa kanggo masa depan sing luwih apik. Argonne nyambut gawe karyawan saka luwih saka 60 negara lan dioperasikake dening Uchicicago Argonne, LLC saka Kantor Departemen Tenaga Ilmu Ilmu Ilmu ASah AS.
Kantor Ilmu Departemen Departemen AS yaiku Proponen riset dhasar paling gedhe ing ilmu fisik, makarya kanggo ngatasi sawetara masalah sing paling akeh. Kanggo informasi luwih lengkap, bukak https: // energi .Gov / Ilmu Ilmu.