يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي (DOE) Argonne نيشنل ليبارٽري جي محققن وٽ ليٿيم آئن بيٽرين جي شعبي ۾ اڳڀرائي دريافتن جي ڊگهي تاريخ آهي. انهن مان ڪيترائي نتيجا بيٽري ڪيٿوڊ لاءِ آهن، جن کي NMC، نڪيل مينگنيز ۽ ڪوبالٽ آڪسائيڊ چئجي ٿو. هن ڪيٿوڊ سان هڪ بيٽري هاڻي شيورليٽ بولٽ کي طاقت ڏئي ٿي.
Argonne محقق NMC ڪيٿوڊس ۾ هڪ ٻي ڪاميابي حاصل ڪئي آهي. ٽيم جي نئين ننڍڙن ڪيٿوڊ پارٽيڪل جي جوڙجڪ بيٽري کي وڌيڪ پائيدار ۽ محفوظ بڻائي سگهي ٿي، تمام گهڻي وولٽيج تي هلائڻ جي قابل ٿي سگهي ٿي ۽ ڊگهي سفر جون حدون مهيا ڪري سگهي ٿي.
"اسان وٽ ھاڻي ھدايت آھي ته بيٽري ٺاھيندڙ ھاء پريشر، بي سرحد ڪيٿوڊ مواد ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪري سگھن ٿا،" خليل امين، ارگون فيلو ايمريٽس.
"موجوده NMC ڪيٿوڊس اعلي وولٹیج جي ڪم لاءِ وڏي رڪاوٽ پيش ڪن ٿا ،" اسسٽنٽ ڪيمسٽ گيليانگ زو چيو. چارج-ڊسچارج سائيڪلنگ سان، ڪارڪردگي تيزيء سان گهٽجي ٿي ڇاڪاڻ ته ڪيٿوڊ ذرات ۾ شگاف جي ٺهڻ سبب. ڏهاڪن کان، بيٽري محقق انهن ڪٽ کي مرمت ڪرڻ جا طريقا ڳولي رهيا آهن.
ھڪڙو طريقو ماضي ۾ استعمال ڪيو ويو ننڍڙا گولا ذرڙا جيڪي گھڻن ننڍڙن ذرڙن تي مشتمل آھن. وڏا گولا ذرڙا پولي ڪرسٽل هوندا آهن، مختلف رخن جي ڪرسٽل ڊومينز سان. نتيجي طور، اھي آھن جيڪي سائنسدانن کي ذرڙن جي وچ ۾ اناج جون حدون سڏين ٿا، جيڪي ھڪڙي چڪر دوران بيٽري کي ٽوڙڻ جو سبب بڻائين ٿيون. هن کي روڪڻ لاء، Xu ۽ Argonne جي ساٿين اڳ ۾ هر ذري جي چوڌاري هڪ حفاظتي پوليمر ڪوٽنگ ٺاهي هئي. هي ڪوٽنگ وڏن گولي ذرڙن ۽ انهن جي اندر ننڍڙن ذرڙن کي گهيرو ڪري ٿي.
هن قسم جي ڀڃڪڙي کان بچڻ لاء هڪ ٻيو طريقو اڪيلو ڪرسٽل ذرات استعمال ڪرڻ آهي. انهن ذرڙن جي اليڪٽران مائڪرو اسڪوپي ڏيکاري ٿي ته انهن جون ڪا به حدون نه آهن.
ٽيم لاءِ مسئلو اهو هو ته ڪوٽيڊ پولي ڪرسٽل ۽ سنگل ڪرسٽل مان ٺهيل ڪيٿوڊس اڃا تائين سائيڪل هلائڻ دوران ٽٽندا آهن. تنهن ڪري، انهن ڪيٿوڊ مواد جو وسيع تجزيو ڪيو ايڊوانسڊ فوٽون ماخذ (APS) ۽ سينٽر فار نانوميٽريز (CNM) تي آمريڪي ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي آرگنن سائنس سينٽر ۾.
مختلف ايڪس ري تجزيا ڪيا ويا پنجن APS هٿيارن تي (11-BM، 20-BM، 2-ID-D، 11-ID-C ۽ 34-ID-E). اهو ظاهر ٿئي ٿو ته سائنسدان جيڪي سوچيو هڪ واحد ڪرسٽل هو، جيئن اليڪٽران ۽ ايڪس ري مائڪرو اسڪوپي ڏيکاريل آهي، اصل ۾ اندر هڪ حد هئي. CNMs جي اسڪيننگ ۽ ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروسکوپي هن نتيجي جي تصديق ڪئي.
”جڏهن اسان انهن ذرڙن جي مٿاڇري جي مورفولوجي کي ڏٺو ته اهي هڪل ڪرسٽل وانگر نظر آيا،“ فزڪسسٽ وينجن ليو چيو. 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界隐藏在内部.” â� <“但是, 当 在 使用 使用 种 称为 同步 加速器 x 射线 显微镜 的技术 和和和和边界 隐藏 在.”"بهرحال، جڏهن اسان هڪ ٽيڪنڪ استعمال ڪيو جنهن کي Synchrotron X-ray diffraction microscopy ۽ ٻيون ٽيڪنڪ سڏيو ويندو آهي APS تي، اسان ڏٺو ته حدون اندر لڪيل هيون."
خاص طور تي، ٽيم ھڪڙو طريقو ٺاھيو آھي ھڪڙي ھڪڙي ڪرسٽل پيدا ڪرڻ جي حد کان سواء. ھن سنگل-ڪرسٽل ڪيٿوڊ سان تمام گھڻي وولٽيجز تي ننڍڙن سيلز کي جانچڻ سان انرجي اسٽوريج ۾ في يونٽ مقدار ۾ 25 سيڪڙو اضافو ڏيکاريو ويو ۽ 100 ٽيسٽ سائيڪلن تي ڪارڪردگيءَ ۾ عملي طور تي ڪو به نقصان نه ٿيو. ان جي ابتڙ، ملٽي انٽرفيس سنگل ڪرسٽل يا ڪوٽيڊ پولي ڪرسٽل تي مشتمل NMC ڪيٿوڊس ساڳئي حياتيءَ ۾ 60% کان 88% جي ظرفيت ۾ گهٽتائي ڏيکاريا.
ايٽمي پيماني تي حساب ڪتاب ڪيٿوڊ ڪيپيسٽينس جي گھٽتائي جي ميکانيزم کي ظاهر ڪري ٿو. ماريا چانگ جي مطابق، سي اين ايم جي هڪ نانو سائنسدان، حدون گهڻو ڪري آڪسيجن ايٽم کي وڃائڻ جو امڪان آهي جڏهن بيٽري انهن کان وڌيڪ پري وارن علائقن جي ڀيٽ ۾ چارج ڪئي ويندي آهي. آڪسيجن جو هي نقصان سيل جي چڪر جي تباهي جي ڪري ٿي.
"اسان جا حساب ڏيکاريا ته حد ڪيئن ٿي سگهي ٿي آڪسيجن کي تيز دٻاء تي آزاد ڪيو وڃي، جيڪو ڪارڪردگي کي گهٽائي سگھي ٿو،" چان چيو.
حد کي ختم ڪرڻ آڪسيجن جي ارتقا کي روڪي ٿو، ان ڪري ڪيٿوڊ جي حفاظت ۽ سائيڪل جي استحڪام کي بهتر بڻائي ٿو. APS سان آڪسيجن جي ارتقا جي ماپ ۽ يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي لارنس برڪلي نيشنل ليبارٽري ۾ هڪ جديد روشني جو ذريعو هن نتيجي جي تصديق ڪري ٿو.
”هاڻي اسان وٽ هدايتون آهن ته بيٽري ٺاهيندڙ ڪيٿوڊ مواد ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪري سگهن ٿا جن جي ڪا حد ناهي ۽ تيز دٻاءُ تي ڪم ڪري ٿي،“ خليل امين، ارگون فيلو ايمريٽس چيو. 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.”"هدايتون لاڳو ٿيڻ گهرجن NMC کان سواءِ ڪيٿوڊ مواد تي."
هن مطالعي بابت هڪ مضمون جرنل ۾ ظاهر ٿيو نيچر انرجي. سو، امين، ليو ۽ چانگ کان علاوه ارگون جي ليکڪن ۾ زيانگ ليو، وينڪاتا سوريا چيتانيا ڪولورو، چن ژاو، زن وي زو، يوزي ليو، ليانگ ينگ، امين دالي، يانگ رين، وانچيان سو، جنجنگ دينگ، انوئي هوانگ، چنگ جون سن، تاؤ زو، منگ دو، ۽ زونگائي چن. لارنس برڪلي نيشنل ليبارٽري (وانلي يانگ، ڪنگٽين لي، ۽ زينگ قنگ زو) جا سائنسدان، زيامن يونيورسٽي (جينگ-جنگ فين، لنگ هوانگ ۽ شي-گنگ سن) ۽ سنگوا يونيورسٽي (ڊونگ شينگ رين، زننگ فينگ ۽ منگاؤ اويوانگ).
ارگون سينٽر فار نانوميٽريز بابت سينٽر فار نانوميٽريز، يو ايس جي پنجن ڊپارٽمينٽ آف انرجي نانو ٽيڪنالاجي ريسرچ سينٽرن مان هڪ، پريميئر قومي استعمال ڪندڙ ادارو آهي جيڪو بين الاقوامي ڊسيپلينري نانوسڪيل ريسرچ لاءِ آهي جيڪو يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي آفيس آف سائنس پاران سپورٽ ڪيل آهي. گڏو گڏ، NSRCs مڪمل سهولتن جو هڪ مجموعو ٺاهي ٿو جيڪي محققن کي نانوسڪيل مواد ٺاهڻ، پروسيسنگ، خاصيت، ۽ ماڊلنگ لاءِ جديد ترين صلاحيتون مهيا ڪن ٿيون ۽ نيشنل نانو ٽيڪنالاجي انيشي ايٽو تحت سڀ کان وڏي انفراسٽرڪچر سيڙپڪاري جي نمائندگي ڪن ٿيون. NSRC آمريڪي رياست انرجي نيشنل ليبارٽريز ۾ Argonne، Brookhaven، Lawrence Berkeley، Oak Ridge، Sandia ۽ Los Alamos ۾ واقع آهي. NSRC DOE بابت وڌيڪ معلومات لاءِ، دورو ڪريو https://​science​.osti​.gov/Us​er​-​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ ڏسڻ ۾ اچي ٿو، يعني هڪ نظر.
يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي ايڊوانسڊ فوٽون ماخذ (APS) Argonne National Laboratory ۾ دنيا جي سڀ کان وڌيڪ پيداواري ايڪس ري ذريعن مان هڪ آهي. APS مواد سائنس، ڪيمسٽري، ڪنڊينسڊ ميٽر فزڪس، لائف ۽ انوائرمينٽل سائنسز، ۽ اپلائيڊ ريسرچ ۾ مختلف ريسرچ ڪميونٽي کي اعليٰ شدت وارا ايڪس ري مهيا ڪري ٿي. اهي ايڪس ري مواد ۽ حياتياتي ساخت جي مطالعي لاء مثالي آهن، عناصر جي ورڇ، ڪيميائي، مقناطيسي ۽ اليڪٽرانڪ رياستن، ۽ ٽيڪنالاجي طور تي اهم انجنيئرنگ سسٽم هر قسم جي بيٽرين کان وٺي ايندھن جي انجيڪٽر نوزز تائين، جيڪي اسان جي قومي معيشت، ٽيڪنالاجي لاء اهم آهن. . ۽ جسم صحت جو بنياد. هر سال، 5,000 کان وڌيڪ محقق APS استعمال ڪن ٿا 2,000 کان وڌيڪ پبليڪيشن شايع ڪرڻ لاءِ جيڪي اهم دريافتن جي تفصيل سان ۽ ڪنهن ٻئي ايڪس ري ريسرچ سينٽر جي استعمال ڪندڙن کان وڌيڪ اهم حياتياتي پروٽين جي جوڙجڪ کي حل ڪن ٿا. APS سائنسدان ۽ انجنيئر جديد ٽيڪنالاجيون لاڳو ڪري رهيا آهن جيڪي تيز رفتار ۽ روشني ذريعن جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ لاء بنياد آهن. ھن ۾ ان پٽ ڊيوائسز شامل آھن جيڪي انتهائي روشن ايڪس ريز پيدا ڪن ٿيون جن کي محققن پاران انعام ڏنو ويو آھي، لينس جيڪي ايڪس ريز کي ڪجھ نانو ميٽرن تائين فوڪس ڪن ٿا، اوزار جيڪي ايڪس ريز کي وڌ کان وڌ طريقي سان استعمال ڪن ٿا مطالعي جي ھيٺان نموني سان، ۽ APS دريافتن کي گڏ ڪرڻ ۽ انتظام ڪرڻ. تحقيق وڏي ڊيٽا جي مقدار پيدا ڪري ٿي.
هن مطالعي ۾ وسيلا استعمال ڪيا ويا ايڊوانسڊ فوٽون ماخذ، يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي آفيس آف سائنس يوزر سينٽر پاران هلندڙ يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي آفيس آف سائنس لاءِ ارگون نيشنل ليبارٽري پاران معاهدي نمبر DE-AC02-06CH11357 تحت.
Argonne نيشنل ليبارٽري گهريلو سائنس ۽ ٽيڪنالاجي جي دٻاء جي مسئلن کي حل ڪرڻ جي ڪوشش ڪئي. آمريڪا ۾ پهرين قومي ليبارٽري جي طور تي، ارگون عملي طور تي هر سائنسي نظم ۾ بنيادي ۽ لاڳو ڪيل تحقيق ڪري ٿي. Argonne محقق سوين ڪمپنين، يونيورسٽين، ۽ وفاقي، رياست ۽ ميونسپل ايجنسين جي محققن سان ويجهي ڪم ڪري رهيا آهن انهن کي خاص مسئلن کي حل ڪرڻ، آمريڪي سائنسي قيادت کي اڳتي وڌائڻ، ۽ قوم کي بهتر مستقبل لاءِ تيار ڪرڻ لاءِ. ارگون 60 کان وڌيڪ ملڪن مان ملازمن کي ملازمت ڏئي ٿو ۽ يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي آفيس آف سائنس جي UChicago Argonne, LLC پاران هلندڙ آهي.
يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي سائنس جو دفتر ملڪ ۾ فزيڪل سائنسز ۾ بنيادي تحقيق جو سڀ کان وڏو حامي آهي، جيڪو اسان جي وقت جي ڪجهه اهم مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ ڪم ڪري رهيو آهي. وڌيڪ معلومات لاءِ، دورو ڪريو https://​energy​.gov/​science​ience.