د متحده ایالاتو د انرژي وزارت (DOE) ارګون ملي لابراتوار کې څیړونکي د لیتیم آئن بیټرۍ په ساحه کې د مخکښو کشفونو اوږد تاریخ لري. ډیری دا پایلې د بیټرۍ کیتوډ لپاره دي چې د NMC، نکل منګنیز او کوبالټ اکسایډ په نوم یادیږي. د دې کیتوډ سره بیټرۍ اوس د شیورلیټ بولټ ځواک کوي.
د ارګون څیړونکو د NMC کیتوډونو کې یو بل پرمختګ ترلاسه کړی. د ټیم نوی کوچني کیتوډ ذرات جوړښت کولی شي بیټرۍ ډیر دوامدار او خوندي کړي ، په خورا لوړ ولتاژ کې د کار کولو وړ او د سفر اوږد واټن چمتو کړي.
"موږ اوس داسې لارښوونې لرو چې د بیټرۍ جوړونکي کولی شي د لوړ فشار، بې سرحده کیتوډ موادو جوړولو لپاره وکاروي،" خلیل امین، د ارګون فیلو امیریتس.
"موجود NMC کیتوډونه د لوړ ولتاژ کار لپاره لوی خنډ وړاندې کوي ،" د کیمیا معاون ګیلیانګ سو وویل. د چارج ډیسچارج 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 د لارو په لټه کې دي.
په تیرو وختونو کې یو میتود د ډیری کوچنیو ذراتو څخه جوړ شوي کوچني کروی ذرات کارول. لوی کروی ذرات پولی کریسټالین دي، د کریسټالین ډومینونو سره د مختلف سمتونو سره. د پایلې په توګه، دوی هغه څه لري چې ساینس پوهان د ذرو تر مینځ د غلو حدونه بولي، کوم چې کولی شي د بټرۍ په جریان کې د خرابیدو لامل شي. د دې مخنیوي لپاره ، د Xu او ارګون همکارانو دمخه د هرې ذرې شاوخوا محافظتي پولیمر پوښ جوړ کړی و. دا پوښ د لوی کروی ذرات او د دوی دننه کوچني ذرات محاصره کوي.
د دې ډول درز څخه د مخنیوي بله لاره د واحد کرسټال ذرات کارول دي. د دې ذراتو الکترون مایکروسکوپي ښودلې چې دوی هیڅ سرحد نلري.
د ټیم لپاره ستونزه دا وه چې د لیپت شوي پولی کریسټالونو او واحد کریسټالونو څخه جوړ شوي کیتوډونه لاهم د بایسکل چلولو پرمهال مات شوي. له همدې امله، دوی د دې کاتوډ موادو پراخه تحلیلونه د متحده ایالاتو د انرژی د ارګون ساینس مرکز کې د پرمختللي فوټون سرچینې (APS) او د نانومیټریال لپاره مرکز (CNM) کې ترسره کړل.
په پنځو APS وسلو (11-BM، 20-BM، 2-ID-D، 11-ID-C او 34-ID-E) کې د ایکس رې بیلابیل تحلیلونه ترسره شوي. 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 حد درلود. د CNMs سکیننګ او لیږد بریښنایی مایکروسکوپي دا پایله تایید کړه.
فزیک پوه وینجون لیو وویل: "کله چې موږ د دې ذراتو سطحې مورفولوژي ته ګورو، دوی د واحد کرسټال په څیر ښکاري." 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们，当我们在界隐藏在内部." د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 کارولی و، موږ وموندله چې حدود دننه پټ وو."
په مهمه توګه، ټیم د سرحدونو پرته د واحد کرسټال تولید لپاره یوه طریقه جوړه کړې. د دې واحد کریسټال کیتوډ سره د کوچني حجرو ازموینه په خورا لوړ ولټاژونو کې د هر واحد حجم کې د انرژي ذخیره کولو کې 25٪ زیاتوالی ښیې چې په حقیقت کې د 100 ازموینې دورې څخه په فعالیت کې هیڅ زیان نلري. په مقابل کې، د NMC کیتوډونه چې د څو انټرفیس واحد کریسټالونو یا لیپت شوي پولی کریسټالونو څخه جوړ شوي د ورته ژوند په اوږدو کې د 60٪ څخه تر 88٪ پورې د ظرفیت کمښت ښودلی.
د اټومي پیمانه محاسبه د کیتوډ ظرفیت کمولو میکانیزم څرګندوي. د ماریا چنګ په وینا، په CNM کې د نانو ساینس پوه، سرحدونه د اکسیجن اتومونو له لاسه ورکولو احتمال لري کله چې بیټرۍ د دوی څخه لرې سیمو ته چارج شي. د اکسیجن دا ضایع د حجرو دورې د تخریب لامل کیږي.
چان وویل: "زموږ محاسبې ښیې چې څنګه حد کولی شي په لوړ فشار کې د اکسیجن خوشې کیدو لامل شي ، کوم چې د فعالیت کمیدو لامل کیدی شي ،" چان وویل.
د حد له منځه وړل د اکسیجن د تکامل مخه نیسي، په دې توګه د کیتوډ خوندیتوب او سایکلیک ثبات ته وده ورکوي. د APS سره د اکسیجن تکامل اندازه کول او د متحده ایالاتو د انرژي وزارت لارنس برکلي ملي لابراتوار کې د رڼا پرمختللي سرچینې دا پایله تاییدوي.
"اوس موږ داسې لارښوونې لرو چې د بیټرۍ جوړونکي کولی شي د کیتوډ موادو جوړولو لپاره وکاروي چې هیڅ حد نلري او په لوړ فشار کې کار کوي." خلیل امین، د ارګون فیلو امریتس وویل. 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 نورو کیتوډ موادو باندې پلي شي."
د دې څیړنې په اړه یوه مقاله د نیچر انرژی ژورنال کې خپره شوې. د ژو، امین، لیو او چنګ سربیره، د ارګون لیکوالان د ژیانګ لیو، وینکاتا سوریا چیتانیا کولورو، چن ژاو، ژین وی ژو، یوزی لیو، لیانګ ینګ، امین داالي، یانګ رین، وین ژیان سو، جونجینګ دینګ، ان هوی هوانګ، چنګ جون سن، تاو ژو، مينګ دو او ژونګ های چن. 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 نانومیټریال لپاره د ارګون مرکز په اړه د نانومیټریال مرکز، د متحده ایالاتو د انرژۍ د نانو ټیکنالوژۍ د څیړنو له پنځو مرکزونو څخه یو، د متحده ایالاتو د انرژۍ د څانګې د ساینس دفتر لخوا د انرژیکي نانوسکل څیړنې لپاره د کارونکي مخکښ ملي اداره ده. په ګډه، NSRCs د تکمیلي اسانتیاوو یوه ټولګه جوړوي چې څیړونکو ته د نانوسکل موادو د جوړولو، پروسس کولو، ځانګړتیاوو، او ماډل کولو لپاره د عصري وړتیاوو سره چمتو کوي او د ملي نانو ټیکنالوژۍ نوښت الندې د زیربناوو ترټولو لوی پانګونې استازیتوب کوي. NSRC په ارګون، بروکاوین، لارنس برکلي، اوک ریج، ساندیا، او لاس الاموس کې د متحده ایالاتو د انرژۍ ملي لابراتوارونو کې موقعیت لري. د NSRC DOE په اړه د نورو معلوماتو لپاره، لیدنه وکړئ https://​science​.osti​.gov/​Us​er​-​F​​c​i​lit​​​ie​s​/ Us په نظر کې نیول یعني یو نظر.
په ارګون ملي لابراتوار کې د متحده ایالاتو د انرژي پرمختللي فوټون سرچینه (APS) په نړۍ کې یو له خورا تولیدي ایکس رے سرچینو څخه دی. APS د موادو ساینس، کیمیا، ککړ شوي مادې فزیک، ژوند او چاپیریال علومو، او پلي شوي څیړنې کې متنوع څیړنې ټولنې ته د لوړ شدت ایکس رې چمتو کوي. دا ایکس شعاعونه د موادو او بیولوژیکي جوړښتونو مطالعې لپاره مثالي دي، د عناصرو ویش، کیمیاوي، مقناطیسي او بریښنایی حالتونه، او د هر ډول تخنیکي پلوه مهم انجنیري سیسټمونه، له بیټرۍ څخه د تیلو انجیکټر نوزلونو پورې، چې زموږ د ملي اقتصاد، ټیکنالوژۍ لپاره حیاتي دي. . او بدن د روغتیا اساس دی. هر کال، له 5,000 څخه ډیر څیړونکي APS کاروي ترڅو د 2,000 څخه ډیر خپرونې خپاره کړي چې مهم کشفونه توضیح کوي او د نورو ایکس رے څیړنیز مرکز کاروونکو په پرتله خورا مهم بیولوژیکي پروټین جوړښتونه حل کوي. د APS ساینس پوهان او انجینران نوښتګر ټیکنالوژي پلي کوي چې د سرعت او ر lightا سرچینو فعالیت ښه کولو اساس دی. پدې کې د ان پټ وسایل شامل دي چې د څیړونکو لخوا خورا روښانه ایکس شعاع تولیدوي، لینزونه چې د ایکس رې یو څو نانومیټرو ته تمرکز کوي، هغه وسایل چې د مطالعې لاندې نمونې سره د ایکس شعاعو تعامل اعظمي کوي، او د APS کشفونو راټولول او مدیریت څیړنه د ډیټا لوی مقدار تولیدوي.
دا څیړنه د پرمختللي فوټون سرچینې څخه سرچینه اخلي، د متحده ایاالتو د انرژی دفتر د ساینس کاروونکي مرکز د متحده ایاالتو د انرژی د دفتر لپاره د ارګون ملي لابراتوار لخوا پرمخ وړل کیږي د قرارداد نمبر DE-AC02-06CH11357 الندې.
د ارګون ملي لابراتوار هڅه کوي چې د کورني ساینس او ​​​​ټیکنالوژۍ فشار ستونزې حل کړي. په متحده ایالاتو کې د لومړي ملي لابراتوار په توګه، ارګون په حقیقت کې په هر ساینسي ډسپلین کې خورا مهم بنسټیز او پلي شوي څیړنې ترسره کوي. د ارګون څیړونکي د سلګونو شرکتونو، پوهنتونونو، او فدرالي، دولتي او ښاروالۍ ادارو څیړونکو سره نږدې کار کوي ترڅو دوی سره د ځانګړو ستونزو حل کولو کې مرسته وکړي، د متحده ایاالتو ساینسي مشرتابه ته وده ورکړي، او ملت د ښه راتلونکي لپاره چمتو کړي. ارګون د 60 څخه زیاتو هیوادونو څخه کارمندان ګماري او د UChicago Argonne، LLC لخوا د متحده ایاالتو د انرژۍ د څانګې د ساینس دفتر لخوا پرمخ وړل کیږي.
د متحده ایالاتو د انرژۍ د څانګې د ساینس دفتر په هیواد کې د فزیکي علومو په برخه کې د بنسټیزو څیړنو ترټولو لوی پلوی دی، چې زموږ د وخت ځینې خورا مهم مسلو ته د رسیدو لپاره کار کوي. د نورو معلوماتو لپاره، لیدنه وکړئ https://​energy​.gov/​science​ience.