ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարության (DOE) դեպարտամենտի հետազոտողներ Արգոննի ազգային լաբորատորիան երկար պատմություն ունեն լիթիում-իոնային մարտկոցների ոլորտում ռահվիրայական հայտնագործությունների երկար պատմություն: Այս արդյունքներից շատերը մարտկոցի կաթոդին են, որը կոչվում է NMC, Nickel Manganese եւ Cobalt օքսիդ: Այս կաթոդով մարտկոցն այժմ լիազորված է Chevrolet Bolt- ին:
Արգոննի հետազոտողները հասել են NMC կաթոդերում եւս մեկ առաջխաղացման: Թիմի նոր փոքրիկ կաթոդային մասնիկների կառուցվածքը կարող է մարտկոցը դարձնել ավելի դիմացկուն եւ անվտանգ, ի վիճակի է գործել շատ բարձր լարման եւ ապահովել ավելի երկար ճանապարհորդություններ:
«Այժմ մենք ունենք ուղեցույց, որ մարտկոցի արտադրողները կարող են օգտագործել բարձր ճնշում, անսահման կաթոդային նյութեր,« Խալիլ Ամին, Արգոնե ընկեր
«NMC- ի գոյություն ունեցող կաթոդերը մեծ խոչընդոտ են հանդիսանում բարձր լարման աշխատանքի համար», - ասաց օգնական Քիմիկոս Գուիլիանգ XU- ն: Լիցքաթափման հեծանվավազքով կատարողականը արագորեն նվազում է կաթոդային մասնիկների ճաքերի ձեւավորման պատճառով: Տասնամյակների ընթացքում մարտկոցի հետազոտողները փնտրում են այս ճաքերը վերականգնելու ուղիներ:
Անցյալում մեկ մեթոդ օգտագործվել է մանր գնդաձեւ մասնիկներ, որոնք բաղկացած են շատ ավելի փոքր մասնիկներից: Խոշոր գնդաձեւ մասնիկները պոլիկրիկային են, տարբեր կողմնորոշումների բյուրեղային տիրույթներով: Արդյունքում, նրանք ունեն այն, ինչ գիտնականները անվանում են հացահատիկի սահմաններ մասնիկների միջեւ, ինչը կարող է մարտկոցը ճեղքել ցիկլի ընթացքում: Դա կանխելու համար XU- ի եւ Արգոնի գործընկերները նախկինում մշակել էին պաշտպանիչ պոլիմերային ծածկույթ յուրաքանչյուր մասնիկի շուրջ: Այս ծածկույթը շրջապատում է մեծ գնդաձեւ մասնիկների եւ դրանց մեջ փոքր մասնիկների մեջ:
Այսպիսի ճեղքերից խուսափելու մեկ այլ եղանակ `միայնակ բյուրեղային մասնիկների օգտագործումը: Այս մասնիկների էլեկտրոնային մանրադիտակը ցույց տվեց, որ դրանք սահմաններ չունեն:
Թիմի համար խնդիրն այն էր, որ ծածկված պոլիկրիկատներից եւ միայնակ բյուրեղներից պատրաստված կաթոդերները, որոնք դեռ ցրված են հեծանվավազքի ընթացքում: Հետեւաբար նրանք իրականացրել են այս կաթոդային նյութերի լայնածավալ վերլուծություն ֆոտոնյան առաջատար աղբյուրի (APS) եւ Nanomaterials- ի (CNM) կենտրոնում Արգոննի գիտական ​​կենտրոնի բաժնում:
Ռենտգենյան տարբեր վերլուծություններ կատարվեցին հինգ APS զենքով (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-C եւ 34-ID-E): Պարզվում է, որ այն, ինչ կարծում էին գիտնականները `մեկ բյուրեղ, ինչպես ցույց է տրված էլեկտրոնի եւ ռենտգենյան մանրադիտակի միջոցով, իրականում ներսում ուներ սահման: CNMS- ի սկանավորումը եւ փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակը հաստատեց այս եզրակացությունը:
«Երբ մենք նայեցինք այս մասնիկների մակերեսային մորֆոլոգիան, նրանք նման էին միայնակ բյուրեղների», - ասաց ֆիզիկոս Վենջուն Լյուը: 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, 当 在 在 使用 使用 种 同步 的 技术 射线 的 技术 和 和 时, 我们 发现 边界 隐藏 在."«Այնուամենայնիվ, երբ մենք օգտագործեցինք մի տեխնիկա, որը կոչվում էր Synchrotron ռենտգենյան դիֆրակցիա մանրադիտակ եւ ԱԵԱ-ների այլ տեխնիկա, մենք պարզեցինք, որ սահմանները թաքնված են ներսում»:
Կարեւորը, որ թիմը մշակել է մի մեթոդ `առանց սահմանների մեկ բյուրեղներ արտադրելու: Այս մեկ բյուրեղային կաթոդով փոքր բջիջների փորձարկումը շատ բարձր լարման միջոցով ցույց տվեց էներգետիկ պահեստավորման 25% աճը մեկ միավորի ծավալի համար `գրեթե 100 փորձարկման ցիկլերով կատարման մեջ: Ի հակադրություն, NMC կաթոդերը, որոնք բաղկացած են բազմակողմանի մեկ բյուրեղներից կամ ծածկված պոլիկրիկից կամ պատված պոլիկրիտներից, նույն կյանքի ընթացքում կարող են 60% -ով հասցնել 88%:
Ատոմային մասշտաբի հաշվարկները բացահայտում են կաթոդի հզորության նվազեցման մեխանիզմը: Ըստ Մարիա Չանգի, CNM- ի նանոմենտը, սահմանները, ամենայն հավանականությամբ, կորցնում են թթվածնի ատոմները, երբ մարտկոցը լիցքավորվում է, քան դրանցից ավելի հեռու գտնվող տարածքները: Թթվածնի այս կորուստը հանգեցնում է բջջային ցիկլի դեգրադացիայի:
«Մեր հաշվարկները ցույց են տալիս, թե ինչպես է սահմանը հանգեցնել թթվածնի բարձր ճնշման տակ, ինչը կարող է հանգեցնել կրճատված ներկայացման», - ասաց Չանը:
Սահմանի վերացումը կանխում է թթվածնի էվոլյուցիան, դրանով իսկ բարելավելով կաթոդի անվտանգությունն ու ցիկլային կայունությունը: Թթվածնի էվոլյուցիայի չափումները ԱԵԱ-ների եւ առաջատար լույսի աղբյուրի հետ ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարությունում Լոուրենս Բերկլի ազգային լաբորատորիան հաստատում է այս եզրակացությունը:
«Այժմ մենք ունենք ուղեցույցներ, որ մարտկոցի արտադրողները կարող են օգտագործել կաթոդային նյութեր, որոնք սահմաններ չունեն եւ գործեն մեծ ճնշմամբ: 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."«Ուղեցույցները պետք է դիմեն Cathode նյութերի այլ նյութեր, բացի NMC»:
Այս ուսումնասիրության մասին հոդված է հայտնվել բնության էներգետիկայի ամսագրում: Ի լրումն XU- ի, Amin- ի, Liu- ի եւ Chang- ի, Agneg- ի հեղինակները, Վենկատա Սուրյա, chen jhao, xinwe zhou, yuzi liu, liang ying, amin daali, wenqian, wenqian, wenqian, chengjun sun, tao zhou, Մինգ դյու, եւ Զոնգայ Չենը: Գիտնականներ Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի (Վանլի Յանգ, Քինգթյան Լի), Սիամոմի համալսարան (Jing-Jing Fan, Ling Huang եւ SHI-GAG SON) եւ Tsinghua համալսարան (Dongsheng Ren, Xuno, Feng եւ Mingao Ouyang):
Արգոնի նանոմ նյութերի կենտրոնի մասին Նանոմա նյութերի կենտրոնը, ԱՄՆ էներգետիկայի նանոտեխնոլոգիայի հետազոտական ​​կենտրոններից հինգը, ՀՀ էներգետիկայի նախարարության գիտության ամբիոնի վարչությունը, որն աջակցում է ԱՄՆ էներգետիկայի գրասենյակի կողմից իրականացվող միջդիսցիպլիկացիոն նանոսկեյլի հետազոտության նախարար: Միասին, NSRC- ները կազմում են փոխլրացման օբյեկտների հավաքակազմ, որոնք հետազոտողներ են ներկայացնում նանոսկեյլի նյութերի արտադրության, մշակման, բնութագրելու եւ մոդելավորելու համար `նանոտեխնոլոգիայի նախաձեռնության ներքո գտնվող ենթակառուցվածքների ամենամեծ ներդրումը: ՀՀ ԱԱԾ-ն տեղակայված է Արգոննի, Բրուքհավենի, Լոուրենս Բերկլիի, կաղնու լեռնաշղթայի, Սանդիայի եւ Լոս Ալամոսի համար: NSRC Doe- ի մասին լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար այցելեք HTTPS. // Գիտություն:
Արգոննի ազգային լաբորատորիայում ԱՄՆ էներգետիկայի ֆոտոնյան առաջատար (APS) ֆակուլտետը աշխարհի ռենտգենյան ռենտգենյան աղբյուրներից մեկն է: APS- ն բարձր ինտենսիվ ռենտգենյան ճառագայթներ է տրամադրում նյութերի գիտության, քիմիայի, խտացրած նյութերի ֆիզիկայի, կյանքի եւ բնապահպանական գիտությունների եւ կիրառական հետազոտությունների ոլորտում: Այս ռենտգենյան ճառագայթները իդեալական են նյութերի եւ կենսաբանական կառուցվածքների, տարրերի, քիմիական, մագնիսական եւ էլեկտրոնային պետությունների, եւ բոլոր տեսակի տեխնիկապես կարեւոր ինժեներական համակարգերի բաշխումը, մարտկոցներից մինչեւ արտադրական վարդակներ, որոնք կենսական նշանակություն ունեն մեր ազգային տնտեսության, տեխնոլոգիայի համար: եւ մարմինը առողջության հիմքը: Ամեն տարի ավելի քան 5000 հետազոտողներ օգտագործում են ԱԵԱ-ները `հրապարակելու ավելի քան 2000 հրատարակություններ, որոնք մանրամասն ներկայացնում են կարեւոր բացահայտումներ եւ լուծում են ավելի կարեւոր կենսաբանական սպիտակուցային կառույցներ, քան ցանկացած ռենտգեն հետազոտական ​​կենտրոնի օգտվողներ: APS գիտնականներն ու ինժեներներն իրականացնում են նորարարական տեխնոլոգիաներ, որոնք հիմք են հանդիսանում արագացուցիչների եւ թեթեւ աղբյուրների կատարողականի բարելավման համար: Սա ներառում է մուտքային սարքեր, որոնք արտադրում են չափազանց պայծառ ռենտգենյան ճառագայթներ, հետազոտողների կողմից, որոնք ռենտգենյան ճառագայթները կենտրոնացնում են մի քանի նանոմետրերի, այն գործիքների վրա, որոնք առավելագույնի հասցնում են ռենտգենյան ճառագայթները, եւ ԱԵԱ-ների հայտնագործությունների ուսումնասիրության արդյունքն է առաջացնում:
Այս ուսումնասիրությունը օգտագործում էր ռեսուրսներ ֆոտոնյան առաջադեմ աղբյուրից, ԱՄՆ-ի Գիտական ​​օգտագործողների կենտրոնի էներգետիկայի ֆակուլտետը, որը գործում էր Արգոննի ազգային լաբորատորիայի կողմից ԱՄՆ էներգետիկայի գրասենյակի գիտության բաժնի համար `DE-AC02-06CH1357:
Արգոննի ազգային լաբորատորիան ձգտում է լուծել ներքին գիտության եւ տեխնոլոգիաների ճնշող խնդիրները: Որպես Միացյալ Նահանգների առաջին ազգային լաբորատորիա, Արգոնն իրականացնում է հիմնական եւ կիրառական հետազոտություններ գրեթե բոլոր գիտական ​​կարգապահության մեջ: Արգոնն հետազոտողները սերտորեն համագործակցում են հարյուրավոր ընկերությունների, համալսարանների եւ դաշնային, նահանգի եւ քաղաքային գործակալությունների հետազոտողների հետ `նրանց օգնելու համար լուծել հատուկ խնդիրներ, առաջ տանելու են մեզ ավելի լավ ապագայի համար: Արգոնն աշխատում է ավելի քան 60 երկրներից աշխատողներ եւ գործում է Ուչիկագո Արգոննե, ԱՄՆ Էներգետիկայի գիտության գրասենյակի ՍՊԸ-ի կողմից:
ԱՄՆ Էներգետիկայի նախարարության գիտության գրասենյակը ֆիզիկական գիտություններում հիմնական հետազոտությունների ամենամեծ առաջարկությունն է, որն աշխատում է մեր ժամանակի ամենաարդյունավետ խնդիրների լուծման ուղղությամբ: Լրացուցիչ տեղեկությունների համար այցելեք HTTPS. // Էներգիա .Գով / Գիտություն IEST: