ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Argonne ຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ (DOE) ມີປະຫວັດຍາວນານໃນການຄົ້ນພົບບຸກເບີກໃນຂົງເຂດແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນ. ຜົນໄດ້ຮັບຫຼາຍຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສຳລັບແຄໂທດຂອງແບັດເຕີຣີ, ທີ່ເອີ້ນວ່າ NMC, ນິກເກີນ ແມງການີສ ແລະ ໂຄບອລອອກໄຊ. ແບັດເຕີຣີທີ່ມີແຄໂທດນີ້ໃນປັດຈຸບັນໃຫ້ພະລັງງານແກ່ລົດ Chevrolet Bolt.
ນັກຄົ້ນຄວ້າ Argonne ໄດ້ບັນລຸຄວາມກ້າວໜ້າອີກຄັ້ງໜຶ່ງໃນ cathodes NMC. ໂຄງສ້າງອະນຸພາກ cathode ຂະໜາດນ້ອຍໃໝ່ຂອງທີມງານສາມາດເຮັດໃຫ້ແບັດເຕີຣີທົນທານ ແລະ ປອດໄພກວ່າ, ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ໃນແຮງດັນໄຟຟ້າສູງຫຼາຍ ແລະ ໃຫ້ໄລຍະການເດີນທາງທີ່ຍາວນານກວ່າ.
“ດຽວນີ້ພວກເຮົາມີຄຳແນະນຳທີ່ຜູ້ຜະລິດແບັດເຕີຣີສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອຜະລິດວັດສະດຸແຄໂທດທີ່ມີຄວາມດັນສູງ ແລະ ບໍ່ມີຂອບ,” Khalil Amin, Argonne Fellow Emeritus.
“ແຄໂທດ NMC ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວເປັນອຸປະສັກອັນໃຫຍ່ຫຼວງສຳລັບວຽກງານແຮງດັນສູງ,” ຜູ້ຊ່ວຍນັກເຄມີ Guiliang Xu ກ່າວ. ດ້ວຍວົງຈອນການສາກ-ປ່ອຍປະຈຸ, ປະສິດທິພາບຈະຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາເນື່ອງຈາກການສ້າງຮອຍແຕກໃນອະນຸພາກແຄໂທດ. ເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າແບັດເຕີຣີໄດ້ຊອກຫາວິທີທີ່ຈະສ້ອມແປງຮອຍແຕກເຫຼົ່ານີ້.
ວິທີການໜຶ່ງໃນອະດີດໄດ້ໃຊ້ອະນຸພາກຮູບຊົງກົມຂະໜາດນ້ອຍທີ່ປະກອບດ້ວຍອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍກວ່າຫຼາຍອະນຸພາກ. ອະນຸພາກຮູບຊົງກົມຂະໜາດໃຫຍ່ແມ່ນຫຼາຍຜລຶກ, ມີໂດເມນຜລຶກທີ່ມີທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນມີສິ່ງທີ່ນັກວິທະຍາສາດເອີ້ນວ່າຂອບເຂດເມັດລະຫວ່າງອະນຸພາກ, ເຊິ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ແບັດເຕີຣີແຕກໃນລະຫວ່າງວົງຈອນ. ເພື່ອປ້ອງກັນສິ່ງນີ້, Xu ແລະເພື່ອນຮ່ວມງານຂອງ Argonne ໄດ້ພັດທະນາການເຄືອບໂພລີເມີປ້ອງກັນອ້ອມຮອບອະນຸພາກແຕ່ລະອັນ. ການເຄືອບນີ້ອ້ອມຮອບອະນຸພາກຮູບຊົງກົມຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍກວ່າພາຍໃນພວກມັນ.
ອີກວິທີໜຶ່ງເພື່ອຫຼີກລ່ຽງການແຕກແບບນີ້ຄືການໃຊ້ອະນຸພາກຜລຶກດ່ຽວ. ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນຂອງອະນຸພາກເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພວກມັນບໍ່ມີຂອບເຂດ.
ບັນຫາສຳລັບທີມງານແມ່ນວ່າ ແຄໂທດທີ່ເຮັດຈາກໂພລີຄຣິສຕອລທີ່ເຄືອບ ແລະ ຄຣິສຕອລດ່ຽວຍັງມີຮອຍແຕກໃນລະຫວ່າງການໝູນວຽນ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຂົາໄດ້ດຳເນີນການວິເຄາະຢ່າງກວ້າງຂວາງກ່ຽວກັບວັດສະດຸແຄໂທດເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ທີ່ແຫຼ່ງໂຟຕອນຂັ້ນສູງ (APS) ແລະ ສູນວັດສະດຸນາໂນ (CNM) ທີ່ສູນວິທະຍາສາດ Argonne ຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ.
ການວິເຄາະລັງສີເອັກສ໌ຕ່າງໆໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນແຂນ APS ຫ້າອັນ (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-C ແລະ 34-ID-E). ມັນປາກົດວ່າສິ່ງທີ່ນັກວິທະຍາສາດຄິດວ່າເປັນຜລຶກດຽວ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນ ແລະ ກ້ອງຈຸລະທັດເອັກສ໌, ຕົວຈິງແລ້ວມີຂອບເຂດພາຍໃນ. ການສະແກນ ແລະ ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນສົ່ງຕໍ່ຂອງ CNMs ໄດ້ຢືນຢັນການສະຫຼຸບນີ້.
“ເມື່ອພວກເຮົາເບິ່ງຮູບຮ່າງໜ້າດິນຂອງອະນຸພາກເຫຼົ່ານີ້, ພວກມັນເບິ່ງຄືກັບຜລຶກດຽວ,” ນັກຟີຊິກສາດ Wenjun Liu ກ່າວ. 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他技术时，我们发现边界隐藏在内部。” â�<“但是，当在在使用使用种称为同步加速器 x 射线显微镜的技术他笶和他。边界隐藏在 .""ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອພວກເຮົາໃຊ້ເຕັກນິກທີ່ເອີ້ນວ່າກ້ອງຈຸລະທັດການກະຈາຍລັງສີເອັກສ໌ຊິງໂຄຣຕຣອນ ແລະ ເຕັກນິກອື່ນໆທີ່ APS, ພວກເຮົາພົບວ່າຂອບເຂດໄດ້ຖືກຊ່ອນຢູ່ພາຍໃນ."
ສິ່ງສຳຄັນ, ທີມງານໄດ້ພັດທະນາວິທີການຜະລິດຜລຶກດ່ຽວໂດຍບໍ່ມີຂອບເຂດ. ການທົດສອບເຊວຂະໜາດນ້ອຍດ້ວຍແຄໂທດຜລຶກດ່ຽວນີ້ທີ່ແຮງດັນສູງຫຼາຍສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການເພີ່ມຂຶ້ນ 25% ໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານຕໍ່ໜ່ວຍປະລິມານໂດຍບໍ່ມີການສູນເສຍປະສິດທິພາບໃນໄລຍະ 100 ຮອບວຽນການທົດສອບ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ແຄໂທດ NMC ທີ່ປະກອບດ້ວຍຜລຶກດ່ຽວຫຼາຍອິນເຕີເຟດ ຫຼື ໂພລີຄຣິສຕອລເຄືອບສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມອາດສາມາດ 60% ຫາ 88% ຕະຫຼອດອາຍຸການດຽວກັນ.
ການຄິດໄລ່ຂະໜາດອະຕອມເປີດເຜີຍກົນໄກການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຸຂອງແຄໂທດ. ອີງຕາມ Maria Chang, ນັກວິທະຍາສາດດ້ານນາໂນທີ່ CNM, ເຂດແດນມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສູນເສຍອະຕອມອົກຊີເຈນເມື່ອແບັດເຕີຣີຖືກສາກໄຟຫຼາຍກວ່າພື້ນທີ່ທີ່ຢູ່ໄກຈາກພວກມັນ. ການສູນເສຍອົກຊີເຈນນີ້ນຳໄປສູ່ການເສື່ອມສະພາບຂອງວົງຈອນຂອງເຊວ.
ທ່ານ Chan ກ່າວວ່າ “ການຄິດໄລ່ຂອງພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຂອບເຂດສາມາດນໍາໄປສູ່ການປ່ອຍອົກຊີເຈນໃນຄວາມກົດດັນສູງ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໄປສູ່ປະສິດທິພາບທີ່ຫຼຸດລົງ.”
ການລົບລ້າງຂອບເຂດຈະປ້ອງກັນການວິວັດທະນາການຂອງອົກຊີເຈນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປັບປຸງຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງວົງຈອນຂອງແຄໂທດ. ການວັດແທກການວິວັດທະນາການຂອງອົກຊີເຈນດ້ວຍ APS ແລະ ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ກ້າວໜ້າຢູ່ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Lawrence Berkeley ຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດຢືນຢັນການສະຫຼຸບນີ້.
“ດຽວນີ້ພວກເຮົາມີແນວທາງທີ່ຜູ້ຜະລິດແບັດເຕີຣີສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອຜະລິດວັດສະດຸແຄໂທດທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດ ແລະ ເຮັດວຽກດ້ວຍຄວາມກົດດັນສູງ,” Khalil Amin, Argonne Fellow Emeritus ກ່າວ. 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。”"ຄຳແນະນຳຄວນນຳໃຊ້ກັບວັດສະດຸແຄໂທດນອກເໜືອຈາກ NMC."
ບົດຄວາມກ່ຽວກັບການສຶກສານີ້ປາກົດຢູ່ໃນວາລະສານທໍາມະຊາດພະລັງງານ. ນອກເຫນືອໄປຈາກ Xu, Amin, Liu ແລະ Chang, ຜູ້ຂຽນ Argonne ແມ່ນ Xiang Liu, Venkata Surya Chaitanya Kolluru, Chen Zhao, Xinwei Zhou, Yuzi Liu, Liang Ying, Amin Daali, Yang Ren, Wenqian Xu, Junjing Deng, Inhui Hwang, Chengjun Suning, Zhen, ແລະ. ນັກວິທະຍາສາດຈາກຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Lawrence Berkeley (Wanli Yang, Qingtian Li, ແລະ Zengqing Zhuo), ມະຫາວິທະຍາໄລ Xiamen (Jing-Jing Fan, Ling Huang ແລະ Shi-Gang Sun) ແລະມະຫາວິທະຍາໄລ Tsinghua (Dongsheng Ren, Xuning Feng ແລະ Mingao Ouyang).
ກ່ຽວກັບສູນ Argonne ສຳລັບວັດສະດຸນາໂນ ສູນສຳລັບວັດສະດຸນາໂນ, ໜຶ່ງໃນຫ້າສູນຄົ້ນຄວ້າເຕັກໂນໂລຊີນາໂນຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ, ແມ່ນສະຖາບັນຜູ້ໃຊ້ລະດັບຊາດຊັ້ນນຳສຳລັບການຄົ້ນຄວ້າລະດັບນາໂນແບບສหรับສາຂາວິຊາທີ່ໄດ້ຮັບການສະໜັບສະໜູນຈາກຫ້ອງການວິທະຍາສາດຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ. ຮ່ວມກັນ, NSRCs ປະກອບເປັນຊຸດສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກທີ່ສົມບູນເຊິ່ງສະໜອງຄວາມສາມາດທີ່ທັນສະໄໝໃຫ້ແກ່ນັກຄົ້ນຄວ້າສຳລັບການຜະລິດ, ການປຸງແຕ່ງ, ການວິເຄາະລັກສະນະ, ແລະ ການສ້າງແບບຈຳລອງວັດສະດຸລະດັບນາໂນ ແລະ ເປັນຕົວແທນຂອງການລົງທຶນພື້ນຖານໂຄງລ່າງທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດພາຍໃຕ້ໂຄງການລິເລີ່ມເຕັກໂນໂລຊີນາໂນແຫ່ງຊາດ. NSRC ຕັ້ງຢູ່ທີ່ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດໃນ Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia, ແລະ Los Alamos. ສຳລັບຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບ NSRC DOE, ເຂົ້າເບິ່ງທີ່ https://science.osti.gov/User-Facilitie s/ Us er-Faci ilitie ie s-at-aGlance.
ແຫຼ່ງໂຟຕອນຂັ້ນສູງ (APS) ຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ ທີ່ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Argonne ແມ່ນໜຶ່ງໃນແຫຼ່ງລັງສີເອັກສ໌ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງທີ່ສຸດໃນໂລກ. APS ສະໜອງລັງສີເອັກສ໌ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມສູງໃຫ້ແກ່ຊຸມຊົນຄົ້ນຄວ້າທີ່ຫຼາກຫຼາຍໃນດ້ານວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ເຄມີສາດ, ຟີຊິກສາດສານທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ, ວິທະຍາສາດຊີວິດ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ, ແລະ ການຄົ້ນຄວ້າປະຍຸກ. ລັງສີເອັກສ໌ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບການສຶກສາວັດສະດຸ ແລະ ໂຄງສ້າງທາງຊີວະພາບ, ການແຈກຢາຍຂອງອົງປະກອບ, ສະຖານະທາງເຄມີ, ແມ່ເຫຼັກ ແລະ ເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະ ລະບົບວິສະວະກຳທີ່ສຳຄັນທາງດ້ານເຕັກນິກທຸກປະເພດ, ຕັ້ງແຕ່ແບັດເຕີຣີຈົນເຖິງຫົວສີດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ເສດຖະກິດແຫ່ງຊາດ, ເຕັກໂນໂລຊີ ແລະ ພື້ນຖານຂອງສຸຂະພາບ. ໃນແຕ່ລະປີ, ນັກຄົ້ນຄວ້າຫຼາຍກວ່າ 5,000 ຄົນໃຊ້ APS ເພື່ອເຜີຍແຜ່ສິ່ງພິມຫຼາຍກວ່າ 2,000 ສະບັບທີ່ລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບການຄົ້ນພົບທີ່ສຳຄັນ ແລະ ການແກ້ໄຂໂຄງສ້າງໂປຣຕີນທາງຊີວະພາບທີ່ສຳຄັນກວ່າຜູ້ໃຊ້ສູນຄົ້ນຄວ້າລັງສີເອັກສ໌ອື່ນໆ. ນັກວິທະຍາສາດ ແລະ ວິສະວະກອນຂອງ APS ກຳລັງຈັດຕັ້ງປະຕິບັດເຕັກໂນໂລຊີທີ່ມີນະວັດຕະກຳທີ່ເປັນພື້ນຖານສຳລັບການປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງເລັ່ງ ແລະ ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງ. ນີ້ລວມມີອຸປະກອນປ້ອນຂໍ້ມູນທີ່ຜະລິດລັງສີເອັກສ໌ທີ່ສະຫວ່າງຫຼາຍທີ່ນັກຄົ້ນຄວ້າໃຫ້ຄຸນຄ່າ, ເລນທີ່ໂຟກັສລັງສີເອັກສ໌ລົງໄປເຖິງສອງສາມນາໂນແມັດ, ເຄື່ອງມືທີ່ເພີ່ມປະສິດທິພາບວິທີທີ່ລັງສີເອັກສ໌ພົວພັນກັບຕົວຢ່າງທີ່ກຳລັງສຶກສາ, ແລະ ການເກັບກຳ ແລະ ການຄຸ້ມຄອງການຄົ້ນພົບ APS. ການຄົ້ນຄວ້າສ້າງປະລິມານຂໍ້ມູນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ.
ການສຶກສານີ້ໄດ້ນຳໃຊ້ຊັບພະຍາກອນຈາກ Advanced Photon Source, ເຊິ່ງເປັນສູນຜູ້ໃຊ້ຫ້ອງການວິທະຍາສາດຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ ທີ່ດຳເນີນການໂດຍຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Argonne ສຳລັບຫ້ອງການວິທະຍາສາດຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ ພາຍໃຕ້ສັນຍາເລກທີ DE-AC02-06CH11357.
ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Argonne ພະຍາຍາມແກ້ໄຂບັນຫາຮີບດ່ວນຂອງວິທະຍາສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີພາຍໃນປະເທດ. ໃນຖານະເປັນຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດແຫ່ງທຳອິດໃນສະຫະລັດອາເມລິກາ, Argonne ດຳເນີນການຄົ້ນຄວ້າພື້ນຖານ ແລະ ການຄົ້ນຄວ້າປະຍຸກທີ່ທັນສະໄໝໃນເກືອບທຸກສາຂາວິຊາວິທະຍາສາດ. ນັກຄົ້ນຄວ້າຂອງ Argonne ເຮັດວຽກຢ່າງໃກ້ຊິດກັບນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກຫຼາຍຮ້ອຍບໍລິສັດ, ມະຫາວິທະຍາໄລ, ແລະ ອົງການລັດຖະບານກາງ, ລັດ, ແລະ ເທດສະບານເພື່ອຊ່ວຍພວກເຂົາແກ້ໄຂບັນຫາສະເພາະ, ພັດທະນາຄວາມເປັນຜູ້ນຳດ້ານວິທະຍາສາດຂອງສະຫະລັດ, ແລະ ກະກຽມປະເທດຊາດໃຫ້ພ້ອມສຳລັບອະນາຄົດທີ່ດີກວ່າ. Argonne ມີພະນັກງານຈາກຫຼາຍກວ່າ 60 ປະເທດ ແລະ ດຳເນີນການໂດຍ UChicago Argonne, LLC ຂອງຫ້ອງການວິທະຍາສາດຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ.
ຫ້ອງການວິທະຍາສາດຂອງກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດແມ່ນຜູ້ສະໜັບສະໜູນການຄົ້ນຄວ້າພື້ນຖານໃນວິທະຍາສາດທາງກາຍະພາບທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງປະເທດ, ໂດຍເຮັດວຽກເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາທີ່ຮີບດ່ວນທີ່ສຸດໃນຍຸກສະໄໝຂອງພວກເຮົາ. ສຳລັບຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ, ເຂົ້າເບິ່ງທີ່ https://energy.gov/scienceience.