د امریکا د انرژۍ وزارت (DOE) د ارګون ملي لابراتوار څېړونکي د لیتیم آیون بیټریو په برخه کې د مخکښو کشفونو اوږد تاریخ لري. ډیری دا پایلې د بیټرۍ کیتوډ لپاره دي، چې د NMC په نوم یادیږي، نکل منګنیز او کوبالټ اکسایډ. د دې کیتوډ سره بیټرۍ اوس د شیورلیټ بولټ ځواک ورکوي.
د ارګون څېړونکو د NMC کیتوډونو په برخه کې یو بل پرمختګ ترلاسه کړی دی. د ټیم نوی کوچنی کیتوډ ذره جوړښت کولی شي بیټرۍ ډیر دوامدار او خوندي کړي، د دې وړتیا ولري چې په ډیر لوړ ولټاژ کې کار وکړي او اوږد سفر رینجونه چمتو کړي.
"موږ اوس لارښوونې لرو چې د بیټرۍ جوړونکي کولی شي د لوړ فشار، بې سرحده کیتوډ موادو جوړولو لپاره وکاروي،" خلیل امین، د ارګون فیلو ایمریټس.
مرستیال کیمیا پوه ګویلیانګ ژو وویل: "د NMC موجوده کیتوډونه د لوړ ولتاژ کار لپاره یو لوی خنډ دی." د چارج او خارجیدو سایکل چلولو سره، د کیتوډ ذراتو کې د درزونو د رامینځته کیدو له امله فعالیت په چټکۍ سره راټیټیږي. د لسیزو راهیسې، د بیټرۍ څیړونکي د دې درزونو د ترمیم لپاره لارې لټوي.
په تیرو وختونو کې یوه طریقه د ډیرو کوچنیو ذراتو څخه جوړه شوې کوچنۍ کروی ذرې کارولې. لوی کروی ذرات پولی کریسټالین دي، د مختلفو سمتونو کرسټالین ډومینونو سره. په پایله کې، دوی هغه څه لري چې ساینس پوهان یې د ذراتو ترمنځ د غلې حدود بولي، کوم چې کولی شي د دورې په جریان کې د بیټرۍ درزیدو لامل شي. د دې مخنیوي لپاره، د ژو او ارګون همکارانو دمخه د هر ذرې شاوخوا محافظتي پولیمر پوښ رامینځته کړی و. دا پوښ لوی کروی ذرات او د دوی دننه کوچني ذرات محاصره کوي.
د دې ډول درزونو څخه د مخنیوي بله لاره د واحد کرسټال ذراتو کارول دي. د دې ذراتو الکترون مایکروسکوپي ښودلې چې دوی هیڅ سرحد نلري.
د ټیم لپاره ستونزه دا وه چې د پوښل شوي پولی کریسټالونو او واحد کرسټالونو څخه جوړ شوي کیتوډونه د سایکل چلولو پرمهال لاهم درز کوي. له همدې امله، دوی د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د ارګون ساینس مرکز کې د پرمختللي فوټون سرچینې (APS) او د نانو موادو مرکز (CNM) کې د دې کیتوډ موادو پراخه تحلیل ترسره کړ.
د ایکس رې مختلف تحلیلونه په پنځو APS بازوګانو (۱۱-BM، ۲۰-BM، ۲-ID-D، ۱۱-ID-C او ۳۴-ID-E) ترسره شول. دا معلومه شوه چې هغه څه چې ساینس پوهانو فکر کاوه یو واحد کرسټال و، لکه څنګه چې د الکترون او ایکس رې مایکروسکوپي لخوا ښودل شوي، په حقیقت کې دننه یو سرحد درلود. د CNMs سکین کولو او لیږد الکترون مایکروسکوپي دا پایله تایید کړه.
فزیک پوه وینجون لیو وویل: "کله چې موږ د دې ذراتو سطحي مورفولوژي ته وکتل، دوی د واحد کرسټالونو په څیر ښکاریدل." 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. د发现 边界 隐藏 在.""په هرصورت، کله چې موږ په APS کې د سنکروټرون ایکس رې ډیفریکشن مایکروسکوپي او نورو تخنیکونو په نوم تخنیک وکاروو، موږ وموندله چې سرحدونه دننه پټ وو."
په مهمه توګه، ټیم د سرحدونو پرته د واحد کرسټالونو تولید لپاره یوه طریقه رامینځته کړې ده. د دې واحد کرسټال کیتوډ سره د کوچنیو حجرو ازموینې په خورا لوړ ولټاژ کې د هر واحد حجم کې د انرژۍ ذخیره کولو کې 25٪ زیاتوالی ښودلی چې په 100 ازموینې دورې کې په فعالیت کې تقریبا هیڅ زیان نه دی رسیدلی. برعکس، د NMC کیتوډونه چې د څو انٹرفیس واحد کرسټالونو یا پوښل شوي پولی کرسټالونو څخه جوړ شوي د ورته ژوند په اوږدو کې د 60٪ څخه تر 88٪ پورې د ظرفیت کمښت ښودلی.
د اټومي پیمانه محاسبې د کیتوډ ظرفیت کمولو میکانیزم څرګندوي. د CNM د نانو ساینس پوه ماریا چنګ په وینا، کله چې بیټرۍ چارج شي نو سرحدونه د اکسیجن اتومونو له لاسه ورکولو احتمال ډیر وي د هغو سیمو په پرتله چې له دوی څخه لرې وي. د اکسیجن دا ضایع د حجرو دورې د تخریب لامل کیږي.
چان وویل: "زموږ محاسبې ښیي چې څنګه حد کولی شي د لوړ فشار په صورت کې اکسیجن خوشې کیدو لامل شي، کوم چې کولی شي د فعالیت کمیدو لامل شي."
د پولې له منځه وړل د اکسیجن د تکامل مخه نیسي، په دې توګه د کیتوډ خوندیتوب او دوراني ثبات ښه کوي. د APS او د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د لارنس برکلي ملي لابراتوار کې د پرمختللي رڼا سرچینې سره د اکسیجن د تکامل اندازه کول دا پایله تاییدوي.
خلیل امین، د ارګون فیلو ایمریټس وویل: "اوس موږ لارښوونې لرو چې د بیټرۍ جوړونکي کولی شي د کیتوډ موادو جوړولو لپاره وکاروي چې هیڅ سرحد نلري او په لوړ فشار کې کار کوي." 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.""لارښوونې باید د NMC پرته په نورو کیتوډ موادو باندې پلي شي."
د دې څیړنې په اړه یوه مقاله د نیچر انرژی ژورنال کې خپره شوې. د ژو، امين، ليو او چنګ برسېره، د ارګون ليکوالان د شيانګ ليو، وينکاتا سوريا چايتنيا کولورو، چن ژاو، ژن وي ژو، يوزي ليو، ليانګ ينګ، امين داالي، يانګ رين، وان چيان سو، جون جينګ دينګ، ان هوی هوانګ، مونګ دونګ، سونګ دونګ او سونګ دونګ هو. د لارنس برکلي ملي لابراتوار ساینس پوهان (وانلي یانګ، چینګتیان لی، او ژینګ چینګ ژو)، د ژیامین پوهنتون (جینګ جینګ فان، لینګ هوانګ او شی ګانګ سن) او د شانګهای پوهنتون (ډونګ شینګ رین، شونینګ فینګ او مینګاو اویانګ).
د نانو موادو لپاره د ارګون مرکز په اړه د نانو موادو مرکز، د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د نانو ټیکنالوژۍ د پنځو څیړنیزو مرکزونو څخه یو، د بین الډیسپلینري نانو پیمانه څیړنې لپاره د ملي کاروونکو مخکښه اداره ده چې د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د ساینس دفتر لخوا ملاتړ کیږي. په ګډه، NSRCs د بشپړونکو تاسیساتو یوه ټولګه جوړوي چې څیړونکو ته د نانو پیمانه موادو د جوړولو، پروسس کولو، ځانګړتیا ورکولو او ماډل کولو لپاره د عصري وړتیاو سره چمتو کوي او د ملي نانو ټیکنالوژۍ نوښت لاندې ترټولو لوی زیربنا پانګونه استازیتوب کوي. NSRC د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت په ملي لابراتوارونو کې په ارګون، بروک هایون، لارنس برکلي، اوک ریج، سانډیا، او لاس الاموس کې موقعیت لري. د NSRC DOE په اړه د نورو معلوماتو لپاره، https://​science​.osti​.gov/​Us​er​-​F​a​c​i​lit​​s​/ ​Us​ er​-​F​a​c​i​l​it​ie​s​-​at​-a​Glance ته مراجعه وکړئ.
د امریکا د انرژۍ وزارت د ارګون ملي لابراتوار کې د پرمختللي فوټون سرچینه (APS) په نړۍ کې د ایکس رې یو له خورا تولیدي سرچینو څخه دی. APS د موادو ساینس، کیمیا، کنډنس شوي مادې فزیک، ژوند او چاپیریال علومو، او تطبیقي څیړنو کې متنوع څیړنیزې ټولنې ته د لوړ شدت ایکس رې چمتو کوي. دا ایکس رې د موادو او بیولوژیکي جوړښتونو، د عناصرو ویش، کیمیاوي، مقناطیسي او بریښنایی حالتونو، او د هر ډول تخنیکي پلوه مهم انجینري سیسټمونو مطالعې لپاره مثالي دي، د بیټرۍ څخه تر سونګ انجیکټر نوزلونو پورې، کوم چې زموږ د ملي اقتصاد، ټیکنالوژۍ او بدن لپاره حیاتي دي. د روغتیا اساس. هر کال، له 5,000 څخه ډیر څیړونکي د APS څخه کار اخلي ترڅو له 2,000 څخه ډیر خپرونې خپرې کړي چې مهمې کشفونه توضیح کوي او د بل هر ایکس رې څیړنیز مرکز کاروونکو په پرتله ډیر مهم بیولوژیکي پروټین جوړښتونه حل کوي. د APS ساینس پوهان او انجینران نوښتګر ټیکنالوژي پلي کوي چې د سرعت کونکو او رڼا سرچینو فعالیت ښه کولو اساس دی. پدې کې هغه ان پټ وسایل شامل دي چې د څیړونکو لخوا ارزښتناکه خورا روښانه ایکس رې تولیدوي، هغه لینزونه چې د ایکس رې تمرکز تر څو نانومیټرو پورې کوي، هغه وسایل چې د مطالعې لاندې نمونې سره د ایکس رې تعامل اعظمي کوي، او د APS کشفونو راټولول او مدیریت چې څیړنه د معلوماتو لوی مقدار تولیدوي.
دې مطالعې د پرمختللي فوټون سرچینې څخه سرچینې کارولې، د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د ساینس دفتر کارونکي مرکز چې د ارګون ملي لابراتوار لخوا د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د ساینس دفتر لپاره د قرارداد نمبر DE-AC02-06CH11357 لاندې اداره کیږي.
د ارګون ملي لابراتوار هڅه کوي چې د کورني ساینس او ​​ټیکنالوژۍ جدي ستونزې حل کړي. د متحده ایالاتو د لومړي ملي لابراتوار په توګه، ارګون په نږدې هر ساینسي ډسپلین کې خورا پرمختللي اساسي او تطبیقي څیړنې ترسره کوي. ارګون څیړونکي د سلګونو شرکتونو، پوهنتونونو، او فدرالي، ایالتي او ښاروالۍ ادارو څیړونکو سره نږدې کار کوي ترڅو دوی سره د ځانګړو ستونزو حل کولو کې مرسته وکړي، د متحده ایالاتو ساینسي مشرتابه ته وده ورکړي، او ملت د ښه راتلونکي لپاره چمتو کړي. ارګون له 60 څخه زیاتو هیوادونو څخه کارمندان ګماري او د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د ساینس دفتر د UChicago ارګون، LLC لخوا اداره کیږي.
د امریکا د انرژۍ وزارت د ساینس دفتر د هیواد په کچه د فزیکي علومو په برخه کې د اساسي څیړنو ترټولو لوی ملاتړی دی، چې زموږ د وخت د ځینو خورا مهمو مسلو د حل لپاره کار کوي. د نورو معلوماتو لپاره، https://​energy​.gov/​science​ience ته مراجعه وکړئ.