Kunci tekstur logam ke bateri yang lebih baik
Penyelidik telah meneroka bahan, reka bentuk, komposisi, dan formulasi kimia baru untuk meningkatkan bateri untuk kenderaan elektrik, peranti mudah alih, dan sistem penyimpanan tenaga boleh diperbaharui.
Walau bagaimanapun, kesan tekstur logam sebahagian besarnya telah diabaikan dalam pembangunan bateri.
Profesor Madya Penyelidikan Minghao Zhang, pengarang pertama kajian itu, menyatakan, "Dalam kerja kami, kami mendapati bahawa menambah lapisan nipis silikon antara logam litium dan pengumpul semasa membantu membuat tekstur yang dikehendaki.Perubahan ini meningkatkan keupayaan kadar bateri hampir sepuluh kali dalam bateri semua pepejal menggunakan logam litium. "
Tekstur yang optimum untuk anod bateri membolehkan atom bergerak dengan cekap merentasi satah permukaan, membolehkan pengisian dan pelepasan yang lebih cepat.
Zhang menyatakan, "Kami menyedari bahawa perbezaan tenaga permukaan logam lembut benar -benar dapat mengubah cara ia bertekstur.Oleh kerana bateri dengan litium atau natrium logam bergantung pada tekstur ini untuk keupayaan kadar yang disukai, pasukan tertanya -tanya jika tweaking tekstur logam lembut dapat meningkatkan kepadatan kuasa. "
Untuk menganalisis bahan tersebut, para penyelidik menangani cabaran mikroskopi dengan menggabungkan penggilingan dengan pemetaan difraksi backscatter elektron (EBSD) dalam mikroskop elektron pengimbasan ion fokus plasma (PFIB-SEM).Pendekatan ini membolehkan kaedah baru untuk mengkaji tekstur dalam bahan bateri.
Pasukan ini telah bekerjasama dengan Makmal Penyelidikan Frontier Penyelidikan LG Energy, yang akan membantu mengkomersialkan teknologi baru.
Para penyelidik bertujuan untuk mengurangkan tekanan ujian dari 5 megapascals (MPa) hingga 1 MPa, menjajarkan standard industri semasa untuk bateri komersial.Mereka juga merancang untuk menyiasat kesan kekasaran permukaan pada natrium, yang Meng telah dikaji secara meluas sebagai alternatif kos rendah dan luas untuk litium.
"Kerana kita sekarang memahami bagaimana bentuk tekstur dalam logam lembut, kita meramalkan bahawa logam natrium lebih suka mempunyai tekstur untuk penyebaran atom cepat.Ini bermakna menggunakan natrium sebagai anod bateri dalam bateri semua pepejal boleh membawa kepada kejayaan besar dalam penyimpanan tenaga masa depan, "kata Zhang.
Kajian ini disokong oleh Perikatan Penyelidikan Tenaga (ESRA) (DE-AC02-06CH11357), hab inovasi tenaga yang dibiayai oleh Jabatan Tenaga A.S., Pejabat Sains, Sains Tenaga Asas.Bateri keadaan pepejal dengan reka bentuk lapisan benih silikon dibiayai oleh penyelesaian tenaga LG melalui program Laboratorium Penyelidikan Frontier (FRL).
