O tagata suʻesuʻe i le Argonne National Laboratory a le Matagaluega o le Malosiaga a le Iunaite Setete (DOE) ua leva ona i ai se talafaasolopito o sailiga fou i le matata o maa lithium-ion. O le tele o nei taunuuga e mo le cathode o le maa, e taʻua o le NMC, nickel manganese ma le cobalt oxide. O se maa e iai lenei cathode ua faʻamalosia nei le Chevrolet Bolt.
Ua ausia e le au suʻesuʻe o Argonne se isi alualu i luma i le NMC cathodes. O le fausaga fou laʻitiiti o le vaega o le cathode e mafai ona faʻamalosia ai le maa ma sili atu ona saogalemu, mafai ona faʻagaoioia i voltage maualuluga ma maua ai ni mamao e femalagaaʻi ai.
“Ua ia i matou nei ni taʻiala e mafai e le au gaosi maa ona faʻaaogaina e fai ai ni mea e faʻaaogaina ai le cathode e maualuga le mamafa, e leai ni tuaoi,” o le saunoaga lea a Khalil Amin, o le Argonne Fellow Emeritus.
“O cathodes NMC o loʻo iai nei o se faʻalavelave tele lea mo galuega maualuga le voltage,” o le saunoaga lea a le fesoasoani kemisi o Guiliang Xu. Faatasi ai ma le taamilosaga o le charge-discharge, e vave ona pa'ū le faatinoga ona o le fausiaina o māvaevae i vaega o le cathode. Mo le tele o tausaga, o loʻo sailia e le au suʻesuʻe o maa ni auala e toe faaleleia ai nei māvaevae.
O se tasi o metotia i aso ua mavae na faʻaaogaina ai ni fasi vaega laiti e pei o se polo e aofia ai ni fasi vaega laiti e tele. O fasi vaega tetele e pei o se polokisaline, faatasi ai ma vaega o le polokisaline o itu eseese. O le iʻuga, e iai a latou mea ua taʻua e saienitisi o tuaoi o fatu i le va o fasi vaega, lea e mafai ona mafua ai ona malepe le maa i le taimi o se taamilosaga. Ina ia puipuia lenei mea, na muamua atiae e le au faigaluega a Xu ma Argonne se ufiufi polymer puipuia e siomia ai fasi vaega taitasi. O lenei ufiufi e siomia ai fasi vaega tetele e pei o se polokisaline ma fasi vaega laiti i totonu oi latou.
O le isi auala e ʻalofia ai lenei ituaiga o māvaevaega o le faʻaaogaina lea o vaega o le tioata e tasi. O le microscopy eletise o nei vaega na faʻaalia ai e leai ni o latou tuaoi.
O le faʻafitauli mo le 'au, o cathodes na faia mai polycrystals ua ufiufi ma kristala taʻitasi na malepe pea i le taimi o le taamilosaga. O le mea lea, na latou faia ai se suʻesuʻega loloto o nei mea cathode i le Advanced Photon Source (APS) ma le Center for Nanomaterials (CNM) i le Argonne Science Center a le Matagaluega o le Malosiaga a Amerika.
Sa faia ni su'esu'ega eseese o le x-ray i lima o le APS (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-C ma le 34-ID-E). Na iloa ai o le mea na manatu saienitisi o se tioata e tasi, e pei ona fa'aalia e le electron ma le X-ray microscopy, sa i ai moni lava se tuaoi i totonu. O le scanning ma le transmission electron microscopy o CNMs na fa'amaonia ai lenei fa'ai'uga.
“Ina ua matou tilotilo i le foliga o luga o nei vaega, sa foliga mai o ni tioata taʻitasi,” o le tala lea a le saienitisi o Wenjun Liu. 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 称为 同步 加速器 x 射线 显微镜 的 技术 和 ，术 和发现 边界 隐藏 在。”“Peita’i, ina ua matou fa’aaogaina se metotia e ta’ua o le synchrotron X-ray diffraction microscopy ma isi metotia i le APS, na matou iloa ai o lo’o natia i totonu tuaoi.”
O le mea e tāua, ua atiaʻe e le 'au se metotia e gaosia ai ni tioata taʻitasi e aunoa ma ni tuaoi. O le suʻeina o sela laiti i lenei cathode tioata e tasi i voltage maualuluga tele na faʻaalia ai le 25% o le faʻateleina o le teuina o le malosi i le iunite voluma e toetoe lava a leai se gau o le faʻatinoga i luga o le 100 taʻamilosaga suʻega. I se faʻatusatusaga, o cathodes NMC e aofia ai tioata taʻitasi e tele-interface poʻo polycrystals ua ufiufi na faʻaalia ai le paʻu o le gafatia e 60% i le 88% i le olaga lava e tasi.
O fa'atusatusaga o le fua fa'a-atomika ua fa'aalia ai le faiga o le fa'aitiitia o le capacitance o le cathode. E tusa ai ma le saunoaga a Maria Chang, o se nanoscientist i le CNM, e sili atu ona ono leiloa e tuaoi ia atomu o le okesene pe a fa'atumuina le maa nai lo vaega e mamao ese mai ia i latou. O lenei leiloa o le okesene e mafua ai ona fa'aleagaina le ta'amilosaga o le sela.
"O a matou fuafuaga e faʻaalia ai le auala e mafai ai e le tuaoi ona oʻo atu ai i le faʻasaʻolotoina o le okesene i le maualuga o le mamafa, lea e mafai ona oʻo atu ai i le faʻaitiitia o le faʻatinoga," o le tala lea a Chan.
O le aveesea o le tuaoi e taofia ai le sosolo o le okesene, ma faʻaleleia atili ai le saogalemu ma le mautu o le taamilosaga o le cathode. O fua o le sosolo o le okesene i le APS ma se puna malamalama faʻapitoa i le Lawrence Berkeley National Laboratory a le Matagaluega o le Malosiaga a Amerika ua faʻamaonia ai lenei faʻaiʻuga.
“O lea ua i ai a matou taʻiala e mafai e le au gaosi maa ona faʻaaogaina e fai ai mea e fai ai le cathode e leai ni tuaoi ma faʻagaoioia i le mamafa maualuga,” o le saunoaga lea a Khalil Amin, o le Argonne Fellow Emeritus. 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。”"E tatau ona faʻaaoga taiala i meafaitino cathode e ese mai le NMC."
O se tala e uiga i lenei suʻesuʻega na faʻaalia i le tusi talaaga Nature Energy. I le faaopoopo atu ia Xu, Amin, Liu ma Chang, o tusitala Argonne o Xiang Liu, Venkata Surya Chaitanya Kolluru, Chen Zhao, Xinwei Zhou, Yuzi Liu, Liang Ying, Amin Daali, Yang Ren, Wenqian Xu , Junjing Deng, Inhui Hwang, Chengjun Sun, Tao Zhou, Ming Chen Du, ma Zonghai. Saienitisi mai le Lawrence Berkeley National Laboratory (Wanli Yang, Qingtian Li, ma Zengqing Zhuo), Iunivesite o Xiamen (Jing-Jing Fan, Ling Huang ma Shi-Gang Sun) ma le Iunivesite o Tsinghua (Dongsheng Ren, Xuning Feng ma Mingao Ouyang).
E uiga i le Nofoaga Autu mo Nanomaterials o Argonne O le Nofoaga Autu mo Nanomaterials, o se tasi o nofoaga autu e lima mo suʻesuʻega nanotechnology a le Matagaluega o le Malosiaga a Amerika, o le faʻalapotopotoga sili lea ona lauiloa i le atunuʻu mo suʻesuʻega nanoscale eseese e lagolagoina e le Ofisa o Saienisi a le Matagaluega o le Malosiaga a Amerika. Faʻatasi ai, o NSRCs e fausia ai se seti o nofoaga faʻaopoopo e maua ai e le au suʻesuʻe tomai faʻaonaponei mo le gaosia, faʻagasologaina, faʻailoaina, ma le faʻataʻitaʻiina o meafaitino nanoscale ma o loʻo faʻatusalia ai le tele o tupe teufaafaigaluega i atinaʻe i lalo o le National Nanotechnology Initiative. O loʻo i ai le NSRC i le US Department of Energy National Laboratories i Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia, ma Los Alamos. Mo nisi faʻamatalaga e uiga i le NSRC DOE, asiasi i le https://science.osti.gov/Us​er​-​F​a​c​i​lit​​​​​ie​s​/ ​Us​ er​-​F​a​c​i​l​it​ie​ie​s​-​at​-a​​Glance.
O le Advanced Photon Source (APS) a le Matagaluega o le Malosiaga a Amerika i le Argonne National Laboratory o se tasi lea o punaoa X-ray e sili ona gaosia i le lalolagi. E tuʻuina atu e le APS ni X-ray malolosi i se vaega eseese o suʻesuʻega i le saienisi o meafaitino, kemisi, fisiki o mea faʻapipiʻi, saienisi o le olaga ma le siosiomaga, ma suʻesuʻega faʻaaogaina. O nei X-ray e fetaui lelei mo le suʻesuʻeina o meafaitino ma fausaga faʻaola, le tufatufaina o elemene, tulaga faʻakemikolo, maneta ma eletise, ma faiga faʻainisinia taua faʻatekinolosi o ituaiga uma, mai maa i nozzles o tui suauʻu, e taua tele i lo tatou tamaoaiga o le atunuʻu, tekinolosi. ma le tino O le faavae o le soifua maloloina. I tausaga taʻitasi, e silia ma le 5,000 tagata suʻesuʻe e faʻaaogaina le APS e lolomiina ai lomiga e silia ma le 2,000 e faʻamatalaina ai mea taua na maua ma foʻia ai fausaga porotini taua nai lo tagata faʻaoga o soʻo se isi nofoaga autu o suʻesuʻega X-ray. O loʻo faʻatinoina e saienitisi ma inisinia a le APS ni tekinolosi fou o loʻo avea ma faavae mo le faʻaleleia atili o le faʻatinoga o faʻatelevavega ma punaoa malamalama. E aofia ai masini e ulufale ai e gaosia ai ave-X e matuā pupula lava e fa'atauaina e le au su'esu'e, tioata e fa'atatau ai ave-X i ni nai nanometa, meafaigaluega e fa'ateleina ai le auala e fegalegaleai ai ave-X ma le fa'ata'ita'iga o lo'o su'esu'eina, ma le aoina ma le puleaina o su'esu'ega a le APS. E maua mai i su'esu'ega le tele o fa'amaumauga.
O lenei suʻesuʻega na faʻaaogaina ai punaoa mai le Advanced Photon Source, o se Nofoaga Autu mo Tagata Faʻaoga o le Ofisa o Saienisi a le Matagaluega o le Malosiaga a le Iunaite Setete o loʻo faʻagaoioia e le Argonne National Laboratory mo le Ofisa o Saienisi a le Matagaluega o le Malosiaga a le Iunaite Setete i lalo o le numera o le konekarate DE-AC02-06CH11357.
O le Argonne National Laboratory e taumafai e foia faafitauli faigata o le saienisi ma tekinolosi i totonu o le atunuu. I le avea ai ma uluai fale suesue a le atunuu i le Iunaite Setete, e faatino e Argonne ni suesuega faavae ma suesuega faaaogaina i toetoe lava o matāʻupu faasaienisi uma. E galulue vavalalata tagata suesue i Argonne ma tagata suesue mai le faitau selau o kamupani, iunivesite, ma ofisa feterale, setete, ma munisipale e fesoasoani ia i latou e foia faafitauli patino, faaleleia atili le taitaiga faasaienisi a Amerika, ma saunia le atunuu mo se lumanaʻi sili atu. E faafaigaluegaina e Argonne tagata faigaluega mai le silia ma le 60 atunuu ma e faagaoioia e le UChicago Argonne, LLC o le Ofisa o Saienisi a le Matagaluega o le Malosiaga a Amerika.
O le Ofisa o Saienisi a le Matagaluega o le Malosiaga a Amerika o le lagolago sili lea a le atunuu mo suʻesuʻega faavae i le faasaienisi faaletino, ma o loʻo galulue e foia nisi o mataupu sili ona faigata o lo tatou taimi. Mo nisi faamatalaga, asiasi i le https://energy.gov/scienceience.