Baterijos senėjimas yra pagrįstas greitam įkrovimui arba ne „baterijos žudikui“

Autorius: „Iflowpower“ Nešiojamų elektrinių tiekėjas

Remiantis ataskaitomis, neseniai atliktais NASTRACE ličio jonų akumuliatoriaus elektrodų mikro-smulkių dalelių tyrimais, akumuliatorius greitai įkraunamas, o tada naudojamas didelės galios ir greitam energijos suvartojimui, akumuliatoriaus žala gali būti ne tokia didelė, kaip mokslininkai, o lėto įkrovimo ir energijos suvartojimo nauda taip pat gali būti perdėta. Stenfordo universiteto ir JAV Energetikos departamento SLAC nacionalinės greitintuvo laboratorijos Stanfordo universiteto medžiagų ir energijos mokslų (SIMES) nuomone, šio tyrimo rezultatai ginčijo „super įkrovimą“ nei lėtą elektrodų įkrovimą. Jie taip pat atstovauja mokslininkams arba gali pakeisti akumuliatoriaus elektrodą arba pakeisti įkrovimo metodą, kad pailgintų baterijos veikimo laiką.

„Išsami informacija apie cheminį procesą, vykstantį elektrodų įkrovimo ir iškrovimo metu, yra tik vienas iš daugelio akumuliatoriaus veikimo trukmę lemiančių veiksnių, tačiau šis veiksnys iki šio tyrimo nebuvo iki galo suprastas“, – sakė pažangus mokslinis autorius, Stanfordo universiteto medžiagų mokslų daktaras ir Inžinerijos mokyklos docentas SiMes. „Mes atradome naują perspektyvą tirdami baterijų senėjimą. „Šie tyrimų rezultatai gali būti tiesiogiai taikomi daugeliui šiuolaikinių komercinių ličio jonų baterijų, oksidų ir grafito elektrodų.

Šis tyrimas buvo paskelbtas rugsėjo 14 d. „Natūralios medžiagos“. Tyrimų grupėje taip pat dirba bendradarbiai iš JAV MIT, JAV Sandijos nacionalinės laboratorijos, Pietų Korėjos Samsung Top Technology ir Amerikos Lawrence&39;o Berkeley nacionalinės laboratorijos. Svarbi priežastis, dėl kurios galima pastebėti jonų akumuliatoriaus praradimą akumuliatoriuje, yra išsiplėsti ir susitraukti, kai įkrovimo ir iškrovimo metu jonai absorbuojami ir išsiskiria elektrolite.

Šiame tyrime mokslininkai ištyrė teigiamus elektrodus, sudarytus iš milijardo ličio geležies fosfato nanodalelių. Jei dauguma arba visi jonai yra aktyvūs, kad dalyvautų įkrovime ir iškrovime, jie gana tolygiai sugers ir išskirs jonus. Tačiau jei tik nedidelė dalelių dalis sugeria visus jonus, didesnė tikimybė, kad jos plyš ir sugadins, sumažins baterijos tarnavimo laiką.

Nanodalelių savybės ir elgsena prieštarauja viena kitai. Siekdami toliau tirti tiesą, mokslininkai pagamino mažas monetų baterijas, kurios naudoja skirtingas sroves joms įkrauti, greitai jas atskiria ir nuplauna agregatą, kad būtų išvengta įkrovimo / iškrovimo proceso. Vėlesni mokslininkai elektrodus supjaustė labai plonai ir nusiunčia juos į Berklio nacionalinę laboratoriją su intensyviomis pažangaus šviesos šaltinio sinchronizavimo greitintuvo X linijomis.

Naujas greito iškrovimo patikrinimas „Galime ištirti tūkstančius elektrodų nanodalelių ir nufotografuoti skirtingus įkrovimo ir iškrovimo etapus“, – sakė vyriausiasis tyrimo autorius iš Stanfordo universiteto Li Yiyang (Yiangli). „Šis tyrimas yra pirmasis išsamus ir išsamus įkrovimo ir iškrovimo proceso tyrimas skirtingomis įkrovimo ir iškrovimo sąlygomis. „Analizuodami duomenis naudodami MIT tyrimus ir plėtrą, mokslininkai nustatė, kad tik nedidelė nanodalelių dalis sugeria ir išskiria jonus įkrovimo metu, net jei šis procesas vyksta labai greitai.

Tačiau išsikrovus baterijai nutinka įdomūs dalykai: kadangi išsikrovimo greitis turi daugiau nei tam tikrą ribą, vis daugiau dalelių ima sinchronizuoti joną, transformuojasi į vieningesnį, mažiau žalos mažiau. Tai rodo, kad mokslininkai gali iškraipyti elektrodo medžiagą arba šį procesą, kad užtikrintų ilgesnį akumuliatoriaus veikimo laiką arba greitesnį įkrovimo ir iškrovimo greitį. Pasak Li, kitas žingsnis yra paleisti akumuliatoriaus elektrodą šimtus ar net tūkstančius ciklų, kad būtų imituojamas realus pasaulis.

Mokslininkai tikisi padaryti akumuliatoriaus momentinę nuotrauką įkrovimo ir iškrovimo metu, nenutraukdami šio proceso ir atskirdami akumuliatoriaus komponentus. Tai turėtų būti tikroviškesnė, ir šį procesą galima atlikti sinchroniniame greitintuve, pvz., ALS arba SLAC Stanfordo sinchroninio greitintuvo spinduliuotės šviesos šaltinyje. Li taip pat sakė, kad tyrimų grupė glaudžiai bendradarbiauja su pramonės bendruomene, tiria, kaip šios išvados bus pritaikytos transporto ir elektroninių plataus vartojimo prekių srityse.

Šis tyrimas gavo Pietų Korėjos „Samsung Top Technology“, Stanfordo inžinerijos koledžo ir „Prestocate Energy Academy“ pasaulinį inovacijų plėtros projektą, „Samsung-Mit“ energijos taikomųjų medžiagų projektavimo projektą ir JAV Energetikos departamento fondo paramą. .