Téknologi panyimpen énergi anu bersih sareng éfisién penting pikeun ngadegkeun infrastruktur énergi anu tiasa dianyari.Batré litium-ion parantos dominan dina alat éléktronik pribadi, sareng ngajangjikeun calon pikeun neundeun tingkat grid sareng kendaraan listrik anu dipercaya.Nanging, pamekaran salajengna diperyogikeun pikeun ningkatkeun tingkat ngecas sareng umurna tiasa dianggo.
Pikeun ngabantosan pamekaran batré anu langkung gancang sareng langkung awet, para ilmuwan kedah tiasa ngartos prosés anu lumangsung di jero batré operasi, pikeun ngaidentipikasi watesan kinerja batré.Ayeuna, visualizing bahan batré aktif sabab gawéna merlukeun synchrotron X-ray atawa téhnik mikroskop éléktron canggih, nu bisa jadi hese tur mahal, sarta mindeng teu bisa gambar cukup gancang pikeun moto parobahan gancang lumangsung dina bahan éléktroda ngecas gancang.Hasilna, dinamika ion dina skala panjang partikel aktif individu sareng dina laju ngecas gancang anu relevan sacara komersil tetep teu acan dijelajah.
Panaliti di Universitas Cambridge parantos ngatasi masalah ieu ku cara ngembangkeun téknik mikroskop optik berbasis lab béaya rendah pikeun diajar batré litium-ion.Aranjeunna nalungtik partikel individu Nb14W3O44, anu mangrupikeun bahan anoda pangecas panggancangna dugi ka ayeuna.Cahaya katempo dikirimkeun kana batré ngaliwatan jandela kaca leutik, sahingga panalungtik pikeun lalajo prosés dinamis dina partikel aktip, sacara real waktu, dina kaayaan non-kasaimbangan realistis.Ieu nembongkeun gradients litium-konsentrasi hareup-kawas pindah ngaliwatan partikel aktif individu, hasilna galur internal nu ngabalukarkeun sababaraha partikel narekahan.Narekahan partikel mangrupa masalah pikeun accu, sabab bisa ngakibatkeun disconnection listrik tina fragmen, ngurangan kapasitas neundeun batré."Kajadian spontan sapertos kitu gaduh implikasi parah pikeun batréna, tapi henteu tiasa ditingali sacara real waktos sateuacan ayeuna," saur panulis ko-panulis Dr Christoph Schnedermann, ti Laboratorium Cavendish Cambridge.
Kamampuhan tinggi-throughput tina téknik mikroskop optik ngamungkinkeun para panalungtik nganalisa populasi partikel anu ageung, ngungkabkeun yén retakan partikel langkung umum kalayan tingkat delithiation anu langkung luhur sareng dina partikel anu langkung panjang."Papanggihan ieu nyadiakeun prinsip desain langsung-lumaku pikeun ngurangan narekahan partikel sarta kapasitas diudar dina kelas bahan ieu" nyebutkeun pangarang munggaran Alice Merryweather, calon PhD di Cambridge urang Cavendish Laboratorium sarta Kimia Departemen.
Pindah ka hareup, kaunggulan konci metodologi - kaasup akuisisi data gancang, resolusi single-partikel, sarta kamampuhan throughput tinggi - bakal ngaktifkeun éksplorasi salajengna ngeunaan naon anu lumangsung nalika batré gagal jeung kumaha carana nyegah eta.Téhnik ieu tiasa diterapkeun pikeun ngulik ampir sadaya jinis bahan batré, ngajantenkeun éta bagian penting tina teka-teki dina pamekaran batré generasi salajengna.
waktos pos: Sep-17-2022