广告

工程师发现钠离子电池耐用性缺陷的根源

2022-02-15 15:30:47 康奈尔大学 阅读:
对于电动汽车等新能源应用来说,能量密集、不易燃并且在较低温度下运行良好的钠离子电池是非常有前景的技术,但由于钠离子电池耐用性缺陷问题,它们长期以来都只是磷酸铁锂电池的“备胎”。日前,康奈尔大学的研究人员发现了限制钠离子电池耐用性的长期问题的根源,并于 2 月 1 日发表在《先进能源材料》杂志上。

对于电动汽车等新能源应用来说,能量密集、不易燃并且在较低温度下运行良好的钠离子电池是非常有前景的技术,但由于钠离子电池耐用性缺陷问题,它们长期以来都只是磷酸铁锂电池的“备胎”。hZiednc

日前,康奈尔大学的研究人员发现了限制钠离子电池耐用性的长期问题的根源,为制造商提供了为 21 世纪供电的新策略。hZiednc

据研究人员表示,钠离子电池耐久性差源于电池运行过程中的特定原子重组——P2-O 2相变——因为离子穿过电池无序晶体结构并最终破坏它们。虽然研究人员对相变很感兴趣,但其背后的机制一直难以研究,尤其是在电池运行期间。hZiednc

该机制的关键方面已由材料科学与工程助理教授安德烈辛格实验室的康奈尔大学团队揭示,并于 2 月 1 日发表在《先进能源材料》杂志上。博士生 Jason Huang 为第一作者。hZiednc

hZiednc

钠离子电池中的原位单粒子 X 射线衍射揭示了从 P2(左)和 O2(右)相的相变过程中原子改组的艺术表现。图片来源:Jason Huang/提供hZiednc

研究小组发现,随着钠离子在电池中移动,单个颗粒内的晶体层的错误取向会在晶体层在 P 2 -O 2相变之前突然对齐之前增加。hZiednc

“我们发现了一种新的关键机制,”Singer说。“在电池充电期间,原子突然重新排列并促进了有缺陷的相变。”hZiednc

该团队在使用康奈尔高能同步加速器源开发了一种新的 X 射线成像技术后能够观察到这一现象,这使他们能够实时和大规模地观察电池样本中单个粒子的行为。hZiednc

“意外的原子排列在传统的粉末 X 射线衍射测量中是不可见的,因为它需要看到单个阴极纳米粒子的内部,”辛格说。“我们前所未有的高通量数据使我们能够揭示微妙但关键的机制。”hZiednc

这一发现促使团队为他们正在使用的钠离子电池类型提出了新的设计方案,他们计划在未来的研究项目中进行调查。黄说,一种解决方案是修改电池化学成分,在有缺陷的过渡阶段之前给粒子引入一种战略性无序。hZiednc

“通过改变我们的过渡金属的比例,在这种情况下,镍和锰,”黄说,“我们可以引入一些无序,并可能降低我们观察到的有序效应。”hZiednc

黄说,新的表征技术可用于揭示其他纳米粒子系统中的复杂相行为,但其最佳应用可能仍留在下一代储能技术中。hZiednc

“我们正在推动钠离子电池的前沿以及我们对它们的了解,”黄说,“利用这些知识来设计更好的电池将有助于解锁未来实际应用的技术。”hZiednc

 hZiednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 高通推断:苹果成功自研5G基带芯片,明年见 高通CEO兼总裁克里斯蒂亚诺·阿蒙表示,苹果与高通至今尚未讨论过2024年的5G基带芯片订单一事,他推测这可能代表苹果打算在2024年推出的iPhone 16系列中,开始采用自家研发的5G基带芯片。
  • 谷歌支持LTE的Pixel Watch BoM 报告:成本123美元,三星占 据EDN电子技术设计报道,根据Counterpoint的材料清单报告显示,支持 LTE 的 Pixel Watch 的制造成本为123美元。此版本的Pixel Watch发售时售价为 399 美元,成本价格比零售价低约276 美元。
  • 晶圆厂联手封测厂,为供应链赋予新意 在半导体产业日益关注封装技术创新,以超越芯片微缩的困境之际,晶圆厂联手封测厂的合作伙伴关系将支撑起下一代封装技术,并彰显封装技术在半导体供应链的重要意义...
  • 称可超越ChatGPT,微软推出新人工智能模型——Kosmos-1 微软推出了 Kosmos-1,据称它是一种多模式大型语言模型 (MLLM),不仅可以对语言提示做出反应,还可以对视觉线索做出反应,可用于一系列任务,包括图像说明、视觉问题回答等等。
  • 风禾尽起!忆芯科技高端企业级主控芯片及方案全球首发! 忆芯科技在国产高端企业级SSD赛道上,再迎来新里程碑——“风禾尽起  忆芯科技高端企业级芯片及方案发布会”在合肥天鹅湖大酒店隆重举行,面向全球正式首发全新一代高端企业级SSD主控芯片及方案。
  • 维持ChatGPT运行将需要超过3万块Nvidia显卡 据TrendForce的最新预测,人工智能(AI)将成为Nvidia的最大收入来源之一。该研究公司估计,OpenAI的ChatGPT最终将需要超过3万块Nvidia显卡的算力以维持运行。
  • IEC 61000-4-3标准的步进频率 本文重点在于讨论如何使用更简略的步骤进行IEC 61000-4-3标准的EMI/EMC测试,以加快产品开发时间...
  • Win11端Phone Link添加新支持,iPhone能在PC端接打电话 3月1日,微软宣布,为Win11平台上的Phone Link应用程序添加对iPhone的支持。用户通过该应用程序连接PC和iPhone之后,可以在PC端拨打和接听电话、发送和接收短信、直接在PC上查看iPhone的通知。预览版要求Phone Link应用程序版本1.23012.169.0或更高版本。
  • 【电驱变革深探】: 从测试角度看800V超充技术下的电驱 市场调研数据显示,超过80%的用户对电动汽车的充电速度和续航里程表示不满,虽然新能源汽车市场在近几年飞速变化,但距离满足消费者心理预期的更高使用需求,尚有较大提升空间。预测数据显示,到2025年,800V SiC的市场占比将达到15%左右;不过在电动汽车全球发展提速的大趋势下,这一预测节点也许会提前到来。
  • Arteris FlexNoC 5物理感知NoC IP,物理融合速度快5倍 据Arteris官网消息,系统IP供应商Arteris宣布推出物理感知片上网络(NoC)互连IP Arteris FlexNoC 5,可使SoC架构团队、逻辑设计人员和集成商能够整合跨功率、性能和面积(PPA)的物理约束管理,以提供连接SoC的物理感知IP。该技术使物理融合速度比手动优化快5倍,且布局团队可以减少汽车、通信、消费电子、企业计算和工业应用的迭代次数。
  • 我国首颗超100Gbps容量的高通量卫星,中星26号发射成功 2月23日19时49分,我国在西昌卫星发射中心,使用长征三号乙运载火箭,成功将中星26号卫星发射升空。它是我国首颗超100Gbps容量的高通量卫星,是国内卫星互联网技术发展的一个重要里程碑。
  • 谷歌达成量子计算机第二里程碑,实现量子计算纠错 2月24日,谷歌CEO Sundar Pichai撰写博客,称公司量子计算又向前迈了一大步。谷歌量子AI团队有史以来首次通过实验证明:可以通过增加量子比特的数量来减少错误。在其最新的研究中,谷歌用49个物理量子比特制作的逻辑量子比特超越了用17个量子比特制作的逻辑量子比特。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了