研究人员的目标是使锂离子电池更坚固、更安全

现在可用的可充电锂离子电池很好;然而,他们可以在未来做得更好。

研究人员伊利诺伊大学芝加哥分校在使用实时透射电子显微镜(TEM)的广泛研究之后,Argonne National实验室已经得出结论。他们在自然通信中解释了该方法是理解锂离子电池的电化学反应的最有效方法,并了解电池的改变如何变得更安全,更持久,更强,更便宜。

Reza Shahbazian-Yassar,左和伊菲元(信誉:伊利诺伊大学芝加哥)

“尽管使用广泛使用,可充电离子电池面临各种材料和界面挑战,从而从高功率和高性能应用中排出它们,”欧洲杯足球竞彩Reza Shahbazian-Yassar表示,机械和工业工程副教授和其中一位在纸上的共同作者之一,包括Khalil Amine和Argonne的Jun Lu。

锂离子电池经常用于便携式和家用电子产品,以及一些机动车辆。当锂离子在放电时从负极移动到正极,充电时又从正极移动回来,它们就起作用了。据透明市场研究公司(Transparency market Research)估计,到2024年,这个市场的规模将超过770亿美元,但研究人员表示,在设计出更好的电池之前,还有许多问题需要解决。

有许多科学挑战,我们希望了解在骑自行车期间导致电池褪色的内容;为什么较低的温度导致电源不良;为什么它可能会过热和爆炸;如果过度充电,为什么电池会变得不稳定。有时良好的材料是制造的,但它们欧洲杯足球竞彩不安全。有时它们是安全的,但他们不提供足够的能量来工作。我们想找到一个快乐的媒介。

Reza Shahbazian-Yassar,机械和工业工程副教授和本文共同作者

例如,Shahbazian-Yassar说,目前使用的锂离子电池还达不到电动汽车所需的寿命或高能量密度,同时仍能与内燃机汽车的性能相匹配。因此,人们正在分析诸如锂和硅、锂和氧等电化学化合物的新组合,因为它们具有保持和产生更高密度能量的能力。

沙洲亚萨马尔and Yifei Yuan, a Postdoctoral Researcher working together at UIC and Argonne and the study’s Lead Author, used real-time TEM to examine the batteries because the method allows Researchers to alter specimens — either through straining, heating, or other uncontrolled processes — in a measured way.

Shahbazian-Yassar说,在原地或实时进行研究有几个优势。单一的原位实验提供了一个不间断的过程视图及其变化,而不是使用许多样品;可以测量具体和综合运动。

除了锂之外,这是地球供应有限的光而是非常有反应的材料,研究人员热衷于探索替代钠等钠,因为其在地球和相对较轻的原子重量和具有高能量的多价离子密度,如钙,镁和铝。

必须更换电池的组件,必须使用新的设计和材料成本更低。欧洲杯足球竞彩电池需要提供更多的能量和更好的性能,提供两倍或三倍的能量密度,他们现在提供。总的来说,如果你看看过去10年,电池成本在下降,但仍然不在我们希望的范围内。在开发下一代锂离子电池时,需要有高标准,我们正在朝着这个方向努力。

雷扎沙洲亚萨马尔李国强,机械与工业工程副教授,论文合著者

该研究由美国能源部提供资金,根据“合同DE-AC0206CH11357”,支持汽车技术办公室和能源能源效率办公室的支持,能源效率和可再生能源。该研究也得到了国家科学基金会的财务支持,奖励号码DMR-1620901。欧洲杯线上买球

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