الشكل 1. أداء الكهروكيميائية لأكاسيد الطبقات P3-Na0.6O2: (أ) منحنيات الشحن والتفريغ النموذجية عند معدلات 0.1 C و 2.0 C؛ (ب) أداء الدورة بمعدل 0.1 C و 2.0 C.
الشكل 2. مقارنة بين نبدف و زبدف للحالات الأولية والمشحونة من P3-Na0.6'Li0.2Mn0.8'O2
الشكل 3. تحليل هيكل حالة تهمة على أساس صقل الحيود النيوترون
جزءا لا يتجزأ من الانتقال المعادن أكاسيد الطبقات (AMO2، A = لي + أو نا +، M = الانتقال معدنية) هي مهمة ليثيوم أيون / الصوديوم بطارية أيون المواد القطب إيجابية. تقليديا، أكسدة المعدن الانتقال تقليل رد الفعل توفر أيون دي التضمين المواد خلال التعويض تهمة، بحيث قدرة المواد القطب إيجابية يقتصر على مادة أكسيد الطبقات، والانتقال المعادن الأكسدة المحتملة. ومع ذلك، فإن هذا المفهوم التقليدي باعتباره بطارية ليثيوم أيون القطب الموجب مادة الليثيوم أكسيد الطبقات الغنية (هيكل O3 لي "LixM1-x'O2) الاكتشافات تحدت. الليثيوم المواد الغنية مع فائق القدرة محددة عكس (300mAh بطارية / ز)، ولكن مصدر لديه القدرة ليس فقط الأصلي أكسيد معدن الانتقال مزيد من التوضيح. أظهرت الأبحاث أن الكثير الليثيوم الأغنياء شعرية الأوكسجين المواد الصفحي المشاركة في عملية المكاسب والخسائر الإلكترونية، لتوفير قدرة إضافية. في الواقع، ليس فقط المواد ليثيوم الغنية، وعدد من المواد أكسيد الطبقات يمكن تنفيذها لتقديم تعويضات المسؤول عن العمليات الأوكسجين الكهروكيميائية تشارك في قدرة اضافية. ومع ذلك، كيف يشارك الأكسجين شعرية في تعويض المسؤول، وكيفية تحقيق عكسها تغيير سعر الأكسجين كان دائما موضوعا ساخنا في النقاش، وتوضيح العلاقة بين هيكل الكريستال وعملية تغيير الأيونات الأيونية السعر المفتاح لآلية التفاعل.
معهد الفيزياء، أكاديمية الصينية للعلوم / المختبر الوطني بكين لمجموعة فيزياء المواد المكثفة (رقائق) أهم مختبر الطاقة النظيفة E01 من طلاب الدكتوراه وغيرها من المحتويات ذات المناظر الطبيعية الخلابة، تحت إشراف أستاذ مشارك يو شي المتواضع الباحث هو جين يونغ شنغ، وما إلى ذلك، ومختبر أوك ريدج الوطني الدكتور ليو جو الدكتور الولايات المتحدة بروكهافن الوطني الباحث مختبر Huen يوان يانغ شياو تشينغ، لورانس بيركلي الوطني الباحث مختبر يانغ انلى، مركز معجل خطي، الباحث في جامعة ستانفورد ليو يي جين والتعاون الأخرى، التي تشتت النيوترونات، تكنولوجيا الإشعاع السنكروترون وغيرها من وسائل توصيف المتقدمة ، دراسة مفصلة عن آلية خزان الصوديوم (FIG 1) P3-Na0.6'Li0.2Mn0.8'O2 الصوديوم بطارية أيون إيجابية المواد الكهربائي والأكسدة رد فعل عكسها للغاية إلا بمشاركة من أيونات الأكسجين لتوضيح المواد تخضع الأكسجين عكسها الأسباب الهيكلية للتغير الأسعار. نتائج المستحثة هيكل الدراسة عكسية أنيوني الأكسدة والاختزال آخر في نا الطبقات أكسيد القطب السالب، التي نشرت في الجول.
باستخدام وظيفة توزيع زوج النيوترون (نبدف) جنبا إلى جنب مع تقنيات الأشعة السينية وتقنيات النيوترون، وفحص الفريق مشاركة الأوكسجين من الأوكسجين في أكسيد أنوديك P3 قبل وبعد التفاعل الكهروكيميائية من التغييرات هيكل المدى القصير، وأكدت من قبل عكس عكسها المواد التي يسببها الأكسجين عكس هيكل مرحلة عكسها في طريقة البحث المستخدمة لدراسة تعويض الأكسجين تهمة تتعلق التغييرات هيكل الكريستال للمرة الأولى، والنتائج هو مبين في الشكل 2. حيود النيوترون مسحوق وتظهر النتائج المكررة (الشكل 3) أن بنية المواد بعد الشحن لا تزال بنية الطبقات الطورية مع عدد كبير من أخطاء التراص التي تحدث، ولا يزال شغل الأكسجين بعد التشطيب 1، مما يدل على أنه بعد الشحن تقريبا دون فقدان الأوكسجين شعرية وجدت من قبل التحليل الوارد أعلاه، التركيب البلوري من السمات المادية للسعر تغيير سلوكها ديه عكسها الأكسجين الرئيسي بنية تنظيمية دور :. P بعد المسافة البينية (O3 المرحلة المعاكس)، يمكن أن يتسامح مع تغيير طول OO السندات جلب التشويه شعرية، في نفس الوقت تباعد طبقة أكبر يمكن أن تمنع بشكل فعال هجرة الكاتيونات إلى طبقة معدنية قلوية أثناء الشحن (المواد الغنية الليثيوم يحدث في هيكل الإسبنيل الطبقات تغيير)، واستقرار هيكل الطبقات، حتى أن رد فعل الأكسدة والاختزال من أيونات الأكسجين عكسية.
دراسة من وجهة نظر الهياكل المادية توضيح آلية يمكن تنفيذ أيونات الأكسجين عكسها رد فعل الأكسدة، لتصميم مستقر عكسها سعر الأكسجين تغيير السلوك في الجهد العالي، وذات قدرة عالية ليثيوم / توفر أيون الصوديوم المواد الكهربائي إيجابية طريقة جديدة؛ وكذلك بالنسبة للطبقة وقدم البحث وظيفة توزيع زوج النيوترون (نبدف) كأداة قوية لتوسيع البعد البحثي.
وقد تم دعم البحث من قبل البرنامج الوطني للبحوث الأساسية في الصين (973 برنامج)، والمؤسسة الوطنية المتميزة للعلوم الشباب، وفريق البحوث المبتكرة من مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية في الصين، وبرنامج أكاديمية الصينية للعلوم مائة المواهب.
