O tagata suʻesuʻe i le US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory e iai se talaʻaga umi o suʻesuʻega paionia i le tulaga o maa lithium-ion. O le tele o nei fa'ai'uga e mo le maa cathode, e ta'ua o le NMC, nickel manganese ma cobalt oxide. O se maa o lo'o i ai lenei cathode ua fa'aola nei le Chevrolet Bolt.
Ua ausia e le au suʻesuʻe a Argonne se isi faʻalavelave i NMC cathodes. O le fausaga fou a le 'au e mafai ona fa'atumauina ma saogalemu le ma'a, e mafai ona fa'agaoioi i voluma maualuga ma maua ai le mamao o femalagaiga.
"Ua iai nei a matou taʻiala e mafai ona faʻaogaina e le au gaosi maa e fai ai mea faʻapipiʻi maualuga, leai se tuaoi," Khalil Amin, Argonne Fellow Emeritus.
"O loʻo iai nei NMC cathodes o loʻo iai se faʻalavelave tele mo galuega maualuga," o le tala lea a le fomaʻi fesoasoani Guiliang Xu. Fa'atasi ai ma le fa'aogaina o le uila, e vave lava ona pa'u le fa'atinoga ona o le fa'atupuina o ta'eta'ei i vaega o le cathode. Mo le tele o tausaga, sa suʻesuʻe e le au suʻesuʻe maʻa ni auala e toe faʻaleleia ai nei taʻe.
O se tasi metotia i aso ua mavae na fa'aogaina ai ni vaega laiti fa'apolofesa o lo'o fausia i le tele o vaega laiti e la'ititi. O vaega tetele spherical e polycrystalline, fa'atasi ai ma vaega tioata o fa'asologa eseese. O le iʻuga, e iai a latou mea e taʻua e saienitisi o tuaoi o saito i le va o fasimea, lea e mafai ona taʻe ai le maa i le taamilosaga. Ina ia puipuia lenei mea, na fausia muamua e le au faigaluega a Xu ma Argonne se ufiufi polymer puipuia faataamilo i vaega taitasi. O lenei ufiufi e siosiomia ai ni vaega tetele lapotopoto ma ni vaega laiti i totonu.
O le isi auala e aloese ai mai lenei ituaiga o ta'e o le fa'aogaina lea o ni vaega tioata ta'itasi. Electron microscopy o nei vaega na faaalia ai e leai ni tuaoi.
O le fa'afitauli mo le 'au, o cathodes na faia mai polycrystals ufiufi ma tioata ta'itasi o lo'o ta'e pea i le taimi o le uila. O le mea lea, na latou faia ai se suʻesuʻega lautele o nei mea cathode i le Advanced Photon Source (APS) ma le Nofoaga Autu mo Nanomaterials (CNM) i le US Department of Energy's Argonne Science Center.
O suʻesuʻega x-ray eseese na faia i lima APS e lima (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-C ma 34-ID-E). E aliali mai o le mea na manatu saienitisi o se tioata e tasi, e pei ona faʻaalia e le electron ma le X-ray microscopy, o loʻo i ai moni lava se tuaoi i totonu. O le su'esu'eina ma le fa'asalalauina o le microscopy electron o CNM na fa'amaonia ai lenei fa'aiuga.
"Ina ua matou tilotilo i le morphology o luga o nei vaega, na foliga mai o ni tioata tasi," o le tala lea a le fomaʻi 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华界隐藏在内部。” 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 和现 边界 隐藏 在。”"Ae ui i lea, ina ua matou faʻaogaina se metotia e taʻua o le synchrotron X-ray diffraction microscopy ma isi auala i le APS, na matou iloa ai o tuaoi na natia i totonu."
O le mea taua, ua fausia e le 'au se auala e gaosia ai tioata taʻitasi e aunoa ma ni tuaoi. O le su'eina o sela laiti i lenei cathode tioata tasi i voluma maualuga na fa'aalia ai le si'itia o le 25% o le fa'aputuina o le malosi i le iunite voluma ma toetoe a leai se gau i le fa'atinoga i luga o le 100 ta'amilosaga su'ega. I se fa'atusatusaga, o NMC cathodes o lo'o fa'apipi'iina i tioata ta'ito'atasi e tele-interface po'o polycrystals ua ufiufi na fa'aalia ai le pa'u o le gafatia o le 60% i le 88% i le olaga lava e tasi.
O fa'atusatusaga o fua o le Atomic e fa'aalia ai le faiga o le fa'aitiitia o le malosi o le cathode. E tusa ai ma Maria Chang, o se nanoscientist i le CNM, o tuaoi e sili atu ona leiloa atoms okesene pe a faʻatumu le maa nai lo nofoaga e mamao ese mai ia i latou. O lenei leiloa o le okesene e oʻo atu ai i le faʻaleagaina o le taamilosaga o le sela.
"O a matou faʻatusatusaga o loʻo faʻaalia ai le auala e mafai ai e le tuaoi ona tuʻuina atu le okesene i le maualuga o le mamafa, lea e mafai ona faʻaitiitia ai le faʻatinoga," o le tala lea a Chan.
O le faʻateʻaina o le tuaoi e taofia ai le evolusione o le okesene, ma faʻaleleia atili ai le saogalemu ma le mautu o le cathode. O fua fa'atatau o le okesene ma le APS ma se fa'apogai malamalama maualuga i le US Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory fa'amaonia lea fa'ai'uga.
"O lea ua i ai a matou taʻiala e mafai e le au gaosi maa ona faʻaogaina e fai ai mea cathode e leai ni tuaoi ma faʻaogaina i le maualuga o le mamafa," o le tala lea a Khalil Amin, 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 faʻaoga taʻiala ile cathode mea e ese mai i 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 Du, ma Zonghai Chen. 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 Argonne Center for Nanomaterials O le Nofoaga Autu mo Nanomaterials, o se tasi o le lima US Department of Energy nanotechnology nofoaga autu suʻesuʻe, o le faʻalapotopotoga muamua a le atunuʻu mo suʻesuʻega nanoscale interdisciplinary e lagolagoina e le US Department of Energy's Office of Science. Fa'atasi, NSRC e fausia se vaega o fale fa'aopoopo e tu'uina atu ai i tagata su'esu'e ni tomai fa'aonaponei mo le fau, fa'agaioiga, fa'ailoga, ma le fa'ata'ita'iina o mea e fa'atatau i le nano ma fai ma sui o le tele o fa'afaigaluegaina o aseta i lalo ole National Nanotechnology Initiative. O le NSRC o loʻo i le US Department of Energy National Laboratories i Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia, ma Los Alamos. Mo nisi fa'amatalaga e uiga i le NSRC DOE, asiasi https://science.osti.gov/User-Facilities/Us er-Facilitieiies
O le US Department of Energy's Advanced Photon Source (APS) i Argonne National Laboratory o se tasi lea o punaoa X-ray sili ona aoga i le lalolagi. O le APS e tu'uina atu ai le maualuga o le X-ray i se fa'alapotopotoga su'esu'e 'ese'ese i mea fa'asaienisi, kemisi, mea fa'a'oto'oto fa'anofo, soifua ma le si'osi'omaga, ma su'esu'ega fa'aoga. O nei X-ray e lelei mo le suʻesuʻeina o meafaitino ma meaola faʻapitoa, tufatufaina atu o elemene, vailaʻau, maneta ma eletise eletise, ma faiga faʻainisinia taua faʻainisinia o ituaiga uma, mai maʻa e faʻafefe faʻauʻu tui, lea e taua i lo tatou tamaoaiga o le atunuu, tekinolosi. . ma le tino O le faavae o le soifua maloloina. O tausaga taʻitasi, e sili atu i le 5,000 tagata suʻesuʻe e faʻaogaina le APS e faʻasalalau ai le sili atu i le 2,000 faʻasalalauga o loʻo faʻamatalaina ai mea taua na maua ma foia ai le sili atu ona taua o fausaga o le palatini olaola nai lo tagata faʻaoga o soʻo se isi nofoaga suʻesuʻe X-ray. O saienitisi ma inisinia a le APS o loʻo faʻaaogaina tekinolosi fou e avea ma faʻavae mo le faʻaleleia atili o le faʻatinoga o faʻavavevave ma punaoa malamalama. E aofia ai masini fa'aoga e maua mai ai le tele o le X-ray e fa'atauaina e tagata su'esu'e, tioata e taula'i atu le X-ray i lalo i nai nanometers, meafaifa'aili e fa'ateleina le auala e fegalegaleai ai le X-ray ma le fa'ata'ita'iga o lo'o su'esu'eina, ma le aoina ma le puleaina o su'esu'ega APS. O su'esu'ega e maua ai le tele o fa'amaumauga.
O lenei suʻesuʻega na faʻaaogaina ai punaoa mai Advanced Photon Source, o le US Department of Energy Office of Science User Center o loʻo faʻatautaia e Argonne National Laboratory mo le US Department of Energy Office of Science i lalo o le konekarate numera DE-AC02-06CH11357.
Ole Argonne National Laboratory o loʻo taumafai e foia faʻafitauli faigata o le saienisi ma tekinolosi. I le avea ai ma uluai suʻesuʻega a le atunuʻu i le Iunaite Setete, o Argonne e faʻatautaia suʻesuʻega faʻavae ma faʻaogaina i toetoe lava o aʻoaʻoga faasaienisi uma. E galulue vavalalata le au suʻesuʻe a Argonne ma tagata suʻesuʻe mai le faitau selau o kamupani, iunivesite, ma feterale, setete, ma faʻalapotopotoga faʻapitonuʻu e fesoasoani ia i latou e foia faʻafitauli faʻapitoa, faʻalauteleina le taʻitaʻiga faasaienisi a Amerika, ma saunia le malo mo se lumanaʻi lelei. O Argonne e fa'afaigaluegaina tagata faigaluega mai le silia ma le 60 atunuu ma o lo'o fa'atautaia e UChicago Argonne, LLC o le US Department of Energy's Office of Science.
O le Ofisa o Saienisi a le US Department of Energy o le atunuu pito sili lea ona lagolagoina suʻesuʻega faʻavae i le faʻasaienisi faʻaletino, o loʻo galue e foia nisi o faʻafitauli sili ona mamafa o tatou taimi. Mo nisi fa'amatalaga, asiasi https://energy.gov/science.ience.
Taimi meli: Sep-21-2022