ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

ການສັງເກດການໃReve່ເປີດເຜີຍການເຮັດວຽກພາຍໃນຂອງແບັດເຕີຣີ Lithium-Ion

2021-06-16
ຫົວຂໍ້:
ເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີ, Lithium-Ion, ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ວັດສະດຸນາໂນ, ແບັດເຕີຣີ Li-ion
ໂດຍ DAVID L. CHANDLER, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY June 9, 2014



ແຜນວາດສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຂະບວນການສາກຫຼືການສາກໄຟຟ້າຂອງທາດເຫຼັກ lithium iron phosphate (LFP). ເນື່ອງຈາກ lithium ions ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກໃນລະຫວ່າງຂະບວນການສາກ, ມັນປະກອບເປັນເຂດທາດເຫຼັກຟອສເຟດ (FP) ທີ່ເຮັດໃຫ້ທາດ lithium ໄດ້,ົດໄປ, ແຕ່ຢູ່ໃນລະຫວ່າງມີເຂດການແກ້ໄຂແຂງ (SSZ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເປັນສີຟ້າເຂັ້ມຂຽວ) ມີບາງອະຕອມ lithium ທີ່ແຈກຢາຍແບບສຸ່ມ, ບໍ່ຄືກັນ ການຈັດລຽງລໍາດັບອາຕອມ lithium ທີ່ເປັນລະບຽບຢູ່ໃນວັດສະດຸຜລຶກຕົ້ນສະບັບ (ສີຟ້າອ່ອນ). ວຽກງານນີ້ສະ ໜອງ ການສັງເກດການໂດຍກົງຄັ້ງ ທຳ ອິດຂອງປະກົດການ SSZ ນີ້.

ນັກຄົ້ນຄວ້າຂອງ MIT ສະແດງໃຫ້ເຫັນການເຮັດວຽກພາຍໃນຂອງແບັດເຕີຣີ lithium-ion, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການແກ້ໄຂບັນຫາແຂງແບບສຸ່ມມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ການເຄື່ອນທີ່ຂອງໄອອອນຜ່ານວັດສະດຸແບັດເຕີຣີ.

ການສັງເກດການໃby່ໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ທີ່ MIT ໄດ້ເປີດເຜີຍການເຮັດວຽກພາຍໃນຂອງປະເພດຂອງຂົ້ວໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງຢູ່ໃນແບັດເຕີຣີລິທຽມ-ໄອອອນ. ການຄົ້ນພົບໃexplain່ອະທິບາຍເຖິງພະລັງງານສູງທີ່ບໍ່ຄາດຄິດແລະອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບັດເຕີຣີດັ່ງກ່າວ, ນັກຄົ້ນຄວ້າກ່າວ.

ຜົນການຄົ້ນພົບປາກົດຢູ່ໃນເອກະສານສະບັບ ໜຶ່ງ ຢູ່ໃນວາລະສານ Nano Letters ຮ່ວມກັນຂຽນໂດຍ MIT postdoc Jun Jie Niu, ນັກຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ Akihiro Kushima, ອາຈານ Yet-Ming Chiang ແລະ Ju Li, ແລະອີກສາມຄົນ.

ວັດສະດຸຂົ້ວໄຟຟ້າທີ່ໄດ້ສຶກສາ, lithium iron phosphate (LiFePO4), ຖືກພິຈາລະນາເປັນວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຫວັງໂດຍສະເພາະ ສຳ ລັບແບັດເຕີຣີທີ່ສາມາດສາກໄດ້ໂດຍໃຊ້ lithium; ມັນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນແລ້ວໃນການໃຊ້ງານຕັ້ງແຕ່ເຄື່ອງມືໄຟຟ້າຈົນເຖິງພາຫະນະໄຟຟ້າຈົນເຖິງການເກັບມ້ຽນໄຟຟ້າຂະ ໜາດ ໃຫຍ່. ນັກຄົ້ນຄວ້າຂອງ MIT ພົບວ່າພາຍໃນຂົ້ວໄຟຟ້ານີ້, ໃນລະຫວ່າງການສາກ, ພື້ນທີ່ແກ້ໄຂບັນຫາແຂງ (SSZ) ປະກອບຢູ່ໃນເຂດແດນລະຫວ່າງເຂດທີ່ມີທາດ lithium ຫຼາຍແລະພື້ນທີ່ທີ່ມີທາດ lithium ທີ່ເຫຼືອຢູ່ the the the ຂົງເຂດບ່ອນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວສາກຢູ່, ເນື່ອງຈາກ lithium ions ຖືກດຶງອອກມາ. ຂອງ electrode ໄດ້.

ທ່ານ Li ກ່າວວ່າ SSZ ນີ້ໄດ້ຖືກ ທຳ ນາຍທາງດ້ານທິດສະດີວ່າມີຢູ່, ແຕ່ພວກເຮົາເຫັນມັນໂດຍກົງເປັນເທື່ອ ທຳ ອິດ, ໃນວິດີໂອກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກ (TEM) ທີ່ຖ່າຍໃນເວລາສາກໄຟ.

ການສັງເກດການຊ່ວຍແກ້ໄຂປິດສະ ໜາ ທີ່ຍາວນານກ່ຽວກັບ LiFePO4: ໃນຮູບແບບໄປເຊຍກັນເປັນກຸ່ມ, ທັງທາດເຫຼັກທາດເຫຼັກທາດເຫຼັກຟອສເຟດແລະຟອສເຟດທາດເຫຼັກ (FePO4, ເຊິ່ງປະໄວ້ທາງຫຼັງເນື່ອງຈາກທາດໄອອອນລິທຽມເຄື່ອນຍ້າຍອອກຈາກວັດສະດຸໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟ) ມີການປະຕິບັດດ້ານໄອອອນແລະໄຟຟ້າບໍ່ດີຫຼາຍ. ແຕ່ເມື່ອໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍ ing ing with dop dop dop dop ing dop ing ing ing dop ing ing dop dop dop dop dop dop treated treated treated treated treated treated treated when when when when when when when when when when when when when when when when when when when when when when when when. was œ t ມັນຂ້ອນຂ້າງແປກໃຈເມື່ອອັນນີ້ [ອັດຕາການສາກໄຟແລະການສາກໄຟອອກໄວ] ໄດ້ຖືກສະແດງອອກເປັນເທື່ອ ທຳ ອິດ, "ທ່ານ Li ເວົ້າ.

Li, ພັນທະມິດດ້ານພະລັງງານ Battelle ອາຈານຂອງວິທະຍາສາດແລະວິສະວະ ກຳ ນິວເຄຼຍແລະອາຈານວິທະຍາສາດວັດສະດຸກ່າວວ່າ "ພວກເຮົາໄດ້ສັງເກດເຫັນໂດຍກົງເຖິງວິທີແກ້ໄຂບັນຫາແຂງທີ່ສາມາດແຜ່ລາມໄດ້ເຊິ່ງອາດຈະແກ້ໄຂບັນຫາພື້ນຖານນີ້ເຊິ່ງເປັນທີ່ສົນໃຈ [ນັກວິທະຍາສາດດ້ານວັດຖຸ] ມາເປັນເວລາຫຼາຍປີແລ້ວ". ແລະວິສະວະກໍາ.

SSZ ແມ່ນເປັນສະຖານະທີ່ "ສາມາດກິນໄດ້", ຍັງຄົງຢູ່ຢ່າງ ໜ້ອຍ ຫຼາຍນາທີຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ການປ່ຽນແທນການໂຕ້ຕອບທີ່ຄົມຊັດລະຫວ່າງ LiFePO4 ແລະ FePO4 ທີ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຂໍ້ບົກຜ່ອງສາຍເພີ່ມເຕີມຫຼາຍອັນທີ່ເອີ້ນວ່າ is œœ is is is is is is is is is is is is Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z ທ່ານ Li ກ່າວວ່າ“ ພວກເຮົາບໍ່ເຫັນຄວາມແຕກແຍກໃດ. ອັນນີ້ອາດຈະເປັນສິ່ງສໍາຄັນເພາະວ່າການຜະລິດແລະການເກັບຮັກສາການເຄື່ອນທີ່ຜິດປົກກະຕິສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເມື່ອຍລ້າແລະຈໍາກັດວົງຈອນຂອງຂົ້ວໄຟຟ້າໄດ້.

ບໍ່ຄືກັບການຖ່າຍພາບ TEM ທຳ ມະດາ, ເຕັກນິກທີ່ໃຊ້ໃນວຽກນີ້, ພັດທະນາໃນປີ 2010 ໂດຍ Kushima ແລະ Li, ເຮັດໃຫ້ສາມາດສັງເກດເຫັນສ່ວນປະກອບຂອງແບັດເຕີຣີໄດ້ໃນຂະນະທີ່ສາກແລະສາກໄຟອອກ, ເຊິ່ງສາມາດເປີດເຜີຍຂະບວນການເຄື່ອນທີ່ໄດ້. ທ່ານ Li ກ່າວວ່າ“ ໃນສີ່ປີທີ່ຜ່ານມາ, ໄດ້ມີການລະເບີດຄັ້ງໃຫຍ່ຂອງການ ນຳ ໃຊ້ເຕັກນິກ TEM ຢູ່ໃນສະຖານທີ່ດັ່ງກ່າວເພື່ອສຶກສາການປະຕິບັດຂອງbatteryໍ້ໄຟ,”.

ທ່ານ Li ກ່າວວ່າຄວາມເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນກ່ຽວກັບຂະບວນການເຄື່ອນທີ່ເຫຼົ່ານີ້ສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງວັດສະດຸຂົ້ວໄຟຟ້າໄດ້ໂດຍການອະນຸຍາດໃຫ້ມີການປັບປ່ຽນຄຸນສົມບັດຂອງມັນໄດ້ດີກວ່າເກົ່າ.

ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນຈົນເຖິງປະຈຸບັນ, ທາດເຫຼັກທາດເຫຼັກທາດເຫຼັກຟອສເຟດໄດ້ຖືກໃຊ້ແລ້ວໃນລະດັບອຸດສາຫະກໍາສໍາລັບbatteriesໍ້ໄຟ lithium-ion. ລາວເວົ້າວ່າ "ວິທະຍາສາດຍັງຊັກຊ້າຢູ່ເບື້ອງຫຼັງການສະັກ," ລາວເວົ້າ. ຂະItâ s ຂະຫນາດແລ້ວແລະຜົນສໍາເລັດດີໃນຕະຫຼາດ. ມັນແມ່ນ ໜຶ່ງ ໃນເລື່ອງຄວາມ ສຳ ເລັດຂອງເຕັກໂນໂລຍີນາໂນ

Niu ເວົ້າວ່າ "ເມື່ອປຽບທຽບກັບ lithium-ion ແບບດັ້ງເດີມ, [lithium iron phosphate] ແມ່ນເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ, ແລະມີຄວາມstableັ້ນຄົງຫຼາຍ". ut œ ut ແຕ່ມັນສໍາຄັນສໍາລັບເອກະສານນີ້ທີ່ຈະເຂົ້າໃຈໄດ້ດີâ

ໃນຂະນະທີ່ການຄົ້ນພົບ SSZ ໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ໃນ LiFePO4, Li ກ່າວວ່າ, "ຫຼັກການດຽວກັນນີ້ອາດຈະນໍາໃຊ້ກັບວັດສະດຸໄຟຟ້າອື່ນ. ປະຊາຊົນກໍາລັງຊອກຫາວັດສະດຸຂົ້ວໄຟຟ້າທີ່ມີພະລັງງານສູງ, ແລະສະຖານະທີ່ສາມາດແຜ່ລາມໄດ້ສາມາດມີຢູ່ໃນວັດສະດຸຂົ້ວໄຟຟ້າອື່ນ other ທີ່ບໍ່ມີປະໂຫຍດຫຼາຍ. phenomenon ປະກົດການທີ່ຄົ້ນພົບອາດຈະເປັນເລື່ອງທົ່ວໄປຫຼາຍ, ແລະບໍ່ໄດ້ເຈາະຈົງໃສ່ສະເພາະວັດສະດຸນີ້

Chongmin Wang, ນັກວິທະຍາສາດຄົ້ນຄ້ວາຢູ່ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດປາຊີຟິກຕາເວັນຕົກສ່ຽງ ເໜືອ ທີ່ບໍ່ໄດ້ມີສ່ວນຮ່ວມໃນການຄົ້ນຄ້ວານີ້, ເອີ້ນເອກະສານສະບັບນີ້ວ່າ "ວຽກທີ່ດີຫຼາຍ."

ທ່ານ Wang ກ່າວວ່າ“ ຕົວແບບຫຼາຍອັນອີງໃສ່ທັງວຽກທິດສະດີແລະການທົດລອງໄດ້ຖືກສະ ເໜີ ອອກມາ”. €œ ever ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ບໍ່ມີອັນໃດປະກົດວ່າເປັນຂໍ້ສະຫຼຸບໄດ້

ລາວເວົ້າວ່າ, ການຄົ້ນຄ້ວາໃnew່ນີ້“ ໃຫ້ຫຼັກຖານທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະໂດຍກົງ” ຂອງກົນໄກຢູ່ບ່ອນເຮັດວຽກ:

ການຄົ້ນຄວ້າດັ່ງກ່າວໄດ້ຮັບການສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ຈາກມູນນິທິວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດ.

ສິ່ງພິມ: Junjie Niu, et al., Sit œœຢູ່ໃນສະຖານະການສັງເກດການຂອງເຂດການແກ້ໄຂບັນຫາແບບສຸ່ມໃນ LiFePO4 Electrode, €€ Nano Letters, 2014; DOI: 10.1021/nl501415b
ຮູບພາບ: Junjie Niu, et al., ຈົດNາຍນາໂນ, 2014; DOI: 10.1021/nl501415b