Tha teicneòlasan stòraidh lùth glan agus èifeachdach deatamach gus bun-structar lùth ath-nuadhachail a stèidheachadh.Tha smachd aig bataraidhean lithium-ion mu thràth ann an innealan dealanach pearsanta, agus tha iad a’ gealltainn tagraichean airson stòradh earbsach aig ìre clèithe agus carbadan dealain.Ach, tha feum air tuilleadh leasachaidh gus na h-ìrean cosgais aca agus am beatha a ghabhas cleachdadh a leasachadh.
Gus cuideachadh le leasachadh bataraidhean leithid cosgais nas luaithe agus a mhaireas nas fhaide, feumaidh luchd-saidheans a bhith comasach air na pròiseasan a tha a’ tachairt taobh a-staigh bataraidh obrachaidh a thuigsinn, gus na crìochan air coileanadh bataraidh a chomharrachadh.An-dràsta, le bhith a’ faicinn stuthan bataraidh gnìomhach mar a tha iad ag obair tha feum air dòighean-obrach sàr-mhath synchrotron X-ray no microscopy dealanach, a dh’ fhaodadh a bhith duilich agus daor, agus gu tric chan urrainn dhaibh ìomhaigh luath gu leòr a ghlacadh gus na h-atharrachaidhean luath a tha a’ tachairt ann an stuthan electrode cosgais luath a ghlacadh.Mar thoradh air an sin, tha daineamaigs an ion air sgèile fad gràinean gnìomhach fa leth agus aig ìrean cosgais luath a tha buntainneach gu malairteach fhathast gun sgrùdadh.
Tha luchd-rannsachaidh aig Oilthigh Chambridge air faighinn seachad air an duilgheadas seo le bhith a’ leasachadh dòigh-obrach microscopaidh optigeach cosgais-ìosal stèidhichte air obair-lann gus bataraidhean lithium-ion a sgrùdadh.Rinn iad sgrùdadh air mìrean fa leth de Nb14W3O44, a tha am measg nan stuthan anod cosgais as luaithe gu ruige seo.Bidh solas faicsinneach air a chuir a-steach don bhataraidh tro uinneag glainne bheag, a’ leigeil leis an luchd-rannsachaidh sùil a chumail air a’ phròiseas fiùghantach taobh a-staigh nam mìrean gnìomhach, ann an àm fìor, fo chumhachan fìor neo-chothromach.Nochd seo caiseadan dùmhlachd lithium-aghaidh coltach ri aghaidh a’ gluasad tro na mìrean gnìomhach fa leth, a’ leantainn gu cuideam a-staigh a dh’ adhbhraich cuid de ghràineanan briste.Tha briseadh mìrean na dhuilgheadas dha bataraidhean, oir faodaidh e leantainn gu dì-cheangal dealain de na pìosan, a 'lùghdachadh comas stòraidh a' bhataraidh.“Tha buaidh mhòr aig tachartasan gun spionnadh mar sin air a’ bhataraidh, ach cha b’ urrainnear a choimhead ann an àm fìor roimhe seo, ”arsa an co-ùghdar Dr Christoph Schnedermann, bho obair-lann Cavendish ann an Cambridge.
Thug comasan àrd-thruaillidheachd an dòigh microscopaidh optigeach cothrom don luchd-rannsachaidh sgrùdadh a dhèanamh air àireamh mhòr de ghràineanan, a’ nochdadh gu bheil sgàineadh ghràinean nas cumanta le ìrean delithiation nas àirde agus ann am mìrean nas fhaide.“Tha na co-dhùnaidhean sin a’ toirt seachad prionnsapalan dealbhaidh a tha iomchaidh gu dìreach gus briseadh ghràinean a lughdachadh agus lughdachadh comas anns an t-seòrsa stuthan seo, ”arsa a’ chiad ùghdar Alice Merryweather, tagraiche PhD aig Roinn Obair-lann agus Ceimigeachd Cavendish ann an Cambridge.
A’ gluasad air adhart, leigidh prìomh bhuannachdan an dòigh-obrach - a’ toirt a-steach togail dàta luath, fuasgladh aon-ghràinean, agus comasan trochur àrd - tuilleadh sgrùdaidh air na thachras nuair a dh’ fhàilnicheas bataraidhean agus mar a chuireas iad casg air.Faodar an dòigh-obrach a chleachdadh gus sgrùdadh a dhèanamh air cha mhòr seòrsa sam bith de stuth bataraidh, ga dhèanamh na phìos cudromach den tòimhseachan ann an leasachadh bataraidhean an ath ghinealach.
Ùine puist: Sultain 17-2022