Teknologi panyimpenan energi sing resik lan efisien penting kanggo nggawe infrastruktur energi sing bisa dianyari.Baterei lithium-ion wis dominan ing piranti elektronik pribadi, lan njanjeni calon kanggo panyimpenan tingkat kothak lan kendaraan listrik sing dipercaya.Nanging, pangembangan luwih dibutuhake kanggo nambah tarif pangisian daya lan umur sing bisa digunakake.
Kanggo mbantu pangembangan baterei sing luwih cepet lan luwih awet, para ilmuwan kudu bisa ngerti proses sing kedadeyan ing baterei operasi, kanggo ngenali watesan kinerja baterei.Saiki, nggambarake bahan baterei sing aktif nalika digunakake mbutuhake teknik sinar-X sinkrotron utawa mikroskop elektron sing canggih, sing bisa angel lan larang, lan asring ora bisa nggambar kanthi cepet kanggo nangkep owah-owahan cepet sing kedadeyan ing bahan elektroda sing diisi kanthi cepet.Akibaté, dinamika ion ing ukuran dawa partikel aktif individu lan ing tingkat pangisian daya cepet sing relevan sacara komersial tetep umume durung diteliti.
Peneliti ing Universitas Cambridge wis ngatasi masalah iki kanthi ngembangake teknik mikroskop optik berbasis lab sing murah kanggo nyinaoni baterei lithium-ion.Dheweke nliti partikel individu saka Nb14W3O44, sing kalebu bahan anoda sing paling cepet ngisi daya nganti saiki.Cahya katon dikirim menyang baterei liwat jendhela kaca cilik, saéngga peneliti bisa nonton proses dinamis ing partikel aktif, ing wektu nyata, ing kahanan non-keseimbangn realistis.Iki nuduhake gradien konsentrasi lithium kaya ngarep sing obah liwat partikel aktif individu, nyebabake galur internal sing nyebabake sawetara partikel pecah.Pecah partikel minangka masalah kanggo baterei, amarga bisa nyebabake pedhot listrik saka pecahan, nyuda kapasitas panyimpenan baterei."Acara spontan kuwi duweni implikasi abot kanggo baterei, nanging ora bisa diamati ing wektu nyata sadurunge saiki," pangandikane co-penulis Dr Christoph Schnedermann, saka Cambridge Cavendish Laboratory.
Kapabilitas dhuwur-throughput saka teknik mikroskop optik mbisakake peneliti kanggo nganalisa populasi gedhe saka partikel, mbukak partikel cracking luwih umum karo tingkat sing luwih dhuwur saka delithiation lan ing partikel maneh."Temuan iki nyedhiyakake prinsip desain sing bisa ditrapake langsung kanggo nyuda fraktur partikel lan kapasitas fade ing kelas bahan iki" ujare penulis pertama Alice Merryweather, calon PhD ing Laboratorium Cavendish lan Departemen Kimia ing Cambridge.
Terus maju, kaluwihan utama metodologi kasebut - kalebu akuisisi data kanthi cepet, resolusi partikel tunggal, lan kemampuan throughput sing dhuwur - bakal ngidini eksplorasi luwih lanjut babagan apa sing kedadeyan nalika baterei gagal lan cara nyegah.Teknik kasebut bisa diterapake kanggo nyinaoni meh kabeh jinis materi baterei, dadi bagean penting saka teka-teki ing pangembangan baterei generasi sabanjure.
Wektu kirim: Sep-17-2022