Отслеживание скоплений на маршруте зарядки аккумулятора для повышения производительности

Команда, возглавляемая Хванем и Ли и включающая ученых из CFN, Химического отдела и Национального источника синхротронного света II (NSLS-II) в Брукхейвенской лаборатории, устранила кинетические барьеры, эксплуатируя батареи в более мягких условиях: низкий ток и постоянное напряжение после заряда и разряда. Хотя существует разрыв между этими экспериментальными условиями и реальными условиями, понимание того, как электродные материалы ведут себя на фундаментальном уровне, может помочь в разработке новых конструкций для более эффективных батарей.

Отслеживание скоплений на маршруте зарядки аккумулятора для повышения производительности

В данном случае они протестировали один из двух нетоксичных и широко доступных оксидов металлов — оксид никеля или оксид железа — в литий-ионных полуэлементных батареях.

«Наша цель в этом первоначальном исследовании состояла в том, чтобы выполнить простые электрохимические тесты, чтобы понять фундаментальный механизм введения и извлечения лития», — сказал Хван. «В будущих исследованиях потребуются полноэлементные батареи с обоими электродами.

Отслеживание скоплений на маршруте зарядки аккумулятора для повышения производительности

Электрохимические испытания выявили существенные различия в профилях напряжения и емкости батареи за 10 циклов. Чтобы охарактеризовать изменения в материалах циклических электродов, команда провела эксперименты на трех линиях пучка NSLS-II — быстрое поглощение и рассеяние рентгеновских лучей (QAS), функция распределения пар (PDF) и порошковая дифракция рентгеновских лучей (XPD) — и на CFN. Канал QAS предоставил химическую информацию, включая степень окисления, для каждого металла при различных состояниях заряда и разряда. Каналы передачи PDF и XPD хорошо подходят для определения кристаллической структуры, причем PDF особенно чувствителен к тому, как атомные связи локально сконфигурированы.

Источник — Газета Daily.

Газета «DAILY» — Новости России и мира