Các nhà nghiên cứu của UC Irvine giải mã những khiếm khuyết ở quy mô nguyên tử trong pin lithium-ion: Nhóm đã sử dụng kính hiển vi có độ phân giải siêu cao được tăng cường nhờ học máy sâu

Trang Chủ > Ấn Bản > Các nhà nghiên cứu của UC Irvine giải mã những điểm không hoàn hảo ở cấp độ nguyên tử trong pin lithium-ion: Nhóm đã sử dụng kính hiển vi có độ phân giải siêu cao được tăng cường bằng máy học sâu

Huolin Xin, giáo sư vật lý và thiên văn học của UCI cho biết: “Dự án này phụ thuộc rất nhiều vào một số công nghệ kính hiển vi mạnh nhất thế giới và các phương pháp tiếp cận khoa học dữ liệu tiên tiến, mở đường cho việc tối ưu hóa pin lithium-ion hàm lượng niken cao”. . “Biết cách các loại pin này hoạt động ở quy mô nguyên tử sẽ giúp các kỹ sư phát triển LIB với sức mạnh và vòng đời được cải thiện rất nhiều.” Steve Zylius / UCI

Tóm tắt:
Vì pin lithium-ion đã trở thành một phần phổ biến trong cuộc sống của chúng ta thông qua việc sử dụng chúng trong thiết bị điện tử tiêu dùng, ô tô và thiết bị lưu trữ điện, nên các nhà nghiên cứu đã nỗ lực cải thiện sức mạnh, hiệu quả và tuổi thọ của chúng.

Các nhà nghiên cứu của UC Irvine giải mã những điểm không hoàn hảo ở quy mô nguyên tử trong pin lithium-ion: Nhóm đã sử dụng kính hiển vi có độ phân giải siêu cao được tăng cường bằng máy học sâu

Irvine, CA | Đăng ngày 27 tháng 2023 năm XNUMX

Như được trình bày chi tiết trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Materials, các nhà khoa học tại Đại học California, Irvine và Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven đã tiến hành kiểm tra chi tiết các catốt nhiều lớp có hàm lượng niken cao, được coi là thành phần hứa hẹn trong pin thế hệ tiếp theo. Kính hiển vi điện tử có độ phân giải siêu cao kết hợp với máy học sâu đã cho phép nhóm do UCI dẫn đầu giải mã được những thay đổi nhỏ ở giao diện của các vật liệu được kẹp với nhau trong pin lithium-ion.

Đồng tác giả Huolin Xin, giáo sư vật lý và thiên văn học của UCI cho biết: “Chúng tôi đặc biệt quan tâm đến niken, vì nó có thể giúp chúng tôi chuyển đổi từ coban thành vật liệu cực âm. “Coban là chất độc nên rất nguy hiểm khi khai thác và xử lý, đồng thời nó thường được khai thác trong điều kiện xã hội hà khắc ở những nơi như Cộng hòa Dân chủ Congo.”

Nhưng để thay đổi được thực hiện đầy đủ, các nhà phát triển pin cần biết điều gì diễn ra bên trong các tế bào khi chúng được xả và sạc lại nhiều lần. Mật độ năng lượng cao của pin lithium-ion lớp niken đã được phát hiện là nguyên nhân gây ra sự phân hủy nhanh chóng về mặt hóa học và cơ học đối với các vật liệu cấu thành của LIB.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua và các mô phỏng nguyên tử để tìm hiểu cách quá trình chuyển pha oxy hóa tác động đến vật liệu pin, gây ra sự không hoàn hảo trên một bề mặt khá đồng nhất.

Xin cho biết: “Dự án này phụ thuộc rất nhiều vào một số công nghệ kính hiển vi mạnh nhất thế giới và các phương pháp tiếp cận khoa học dữ liệu tiên tiến, mở đường cho việc tối ưu hóa pin lithium-ion hàm lượng niken cao. “Biết cách các loại pin này hoạt động ở quy mô nguyên tử sẽ giúp các kỹ sư phát triển LIB với sức mạnh và vòng đời được cải thiện rất nhiều.”

Được tài trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, dự án dựa vào các cơ sở tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven ở Upton, New York và Viện Nghiên cứu Vật liệu UC Irvine. Các đồng tác giả của bài báo bao gồm Chunyang Wang, học giả sau tiến sĩ về vật lý và thiên văn học của UCI; Tianjiao Lei, học giả sau tiến sĩ của UCI về khoa học và kỹ thuật vật liệu; và Kim Kisslinger và Xuelong Wang của Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven.

####

Giới thiệu về Đại học California – Irvine
Được thành lập vào năm 1965, UCI là thành viên của Hiệp hội các trường đại học danh tiếng của Mỹ và được US News & World Report xếp hạng trong số 10 trường đại học công lập hàng đầu quốc gia. Khuôn viên này đã sản sinh ra năm người đoạt giải Nobel và được biết đến với thành tích học tập, nghiên cứu hàng đầu, sự đổi mới và linh vật thú ăn kiến. Được dẫn dắt bởi Thủ tướng Howard Gillman, UCI có hơn 36,000 sinh viên và cung cấp 224 chương trình cấp bằng. Nó tọa lạc tại một trong những cộng đồng an toàn nhất và sôi động nhất về kinh tế trên thế giới và là nơi sử dụng lao động lớn thứ hai của Quận Cam, đóng góp 7 tỷ đô la hàng năm cho nền kinh tế địa phương và 8 tỷ đô la cho toàn tiểu bang. Để biết thêm về UCI, hãy truy cập www.uci.edu.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Chuông Brian
Đại học California, Irvine
Văn phòng: 949-824-8249
Cell: 949-565-5533

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: