วัสดุออกไซด์แคโทดชั้นจะทำได้ 300Wh / กก. หรือวัสดุที่สำคัญอื่น ๆ ที่มีความหนาแน่นของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งหน่วยโครงสร้างหินเกลือลี่ 2MnO 3และโครงสร้างชั้นหกเหลี่ยม LiTMO 2ชั้นอุดมลิเธียมวัสดุแมงกานีสออกไซด์แคโทด (Li รูปแบบ 1+xTM 1-xO2หรือสามารถเขียนเป็น xLi 2MnO 3· (1-x) รถลิมูซีน 2) ตั้งแต่สองรุ่นแรกของลิเธียมไอออน LiCoO แบตเตอรี่วัสดุแคโทด 2จุลิเธียมพลิกกลับและให้ความสนใจมาก (ไม่เกิน 300 มิลลิแอมป์ / g). แต่วัสดุเช่นการสลายตัวของแรงดันไฟฟ้าอย่างยั่งยืน (แรงดันจาง) วงจรไฟฟ้าเป็นขวดใหญ่ จำกัด การใช้งานจริงของพวกเขา. ตั้งแต่ลิเธียมที่อุดมด้วยแมงกานีส วัสดุตามมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและองค์ประกอบทางเคมี, การชดเชยค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นในกระบวนการไฟฟ้าเคมีที่ซับซ้อนมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างช้ากลไกการสลายตัวของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการขาดความรู้ที่ถูกต้องและหลักฐานการทดลองข้อสรุป
สถาบันฟิสิกส์, จีน Academy of Sciences / ห้องปฏิบัติการที่สำคัญของพลังงานสะอาดปักกิ่งศูนย์แห่งชาติเพื่อร่วมงานวิจัยเรื่องย่อกลุ่มฟิสิกส์ E01 กับดร Yu Xi Qian Brookhaven National Laboratory ในสหรัฐอเมริกา Enyuan Hu นักวิจัยเสี่ยวชิงหยาง Huolin ซินอาร์กอนชาติ นักวิจัยห้องปฏิบัติการมิถุนายน Lu, Kahlil Amine และชาติสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีความร่วมมือบุคลากรการวิจัยโดยใช้วิธีการในแหล่งกำเนิดสเปกโทรสโก X-ray และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่านที่จะอธิบายลักษณะขั้นสูงถ่ายภาพสามมิติของการศึกษารายละเอียดของลิเธียมแมงกานีสออกไซด์แคโทดวัสดุดูดซับที่อุดมไปด้วยชั้น กลไกแรงดันผุ (มะเดื่อ. 1) แสดงให้เห็นถึงออกซิเจนไอออนตาข่ายที่เกี่ยวข้องในการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันลดที่เกี่ยวข้องกับความไม่แน่นอนของธรรมชาติและอิทธิพลขององค์ประกอบแรงดันลดทอนของการลดทอนที่แตกต่างของแรงดันไฟฟ้าและการแก้ปัญหาที่สอดคล้องกัน. การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ ใน - "พลังงานธรรมชาติ" (ธรรมชาติพลังงาน 2018, 3, 690-698) บทความสิทธิวิวัฒนาการของคู่รีดอกซ์ใน Li- และ Mn ที่อุดมไปด้วยวัสดุแคโทดและบรรเทาผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าจางโดยการลดการปล่อยก๊าซออกซิเจน
ทีมงานใช้ซินโครสเปกโทรสโกดูดซึมเอ็กซ์เรย์ร่วมกับการจำลองแบตเตอรี่ออกแบบมาเป็นพิเศษ (มะเดื่อ. 2) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแหล่งกำเนิดศึกษาอุดมลิเธียมวัสดุแมงกานีสออกไซด์แคโทด Layered (Li 1.2Ni 0.15ร่วม 0.1Mn 0.55O2) ที่แตกต่างกันในกลไกปฏิกิริยาการเกิดปฏิกิริยาของค่าใช้จ่ายและรอบจำหน่าย, ไพเพอร์โลหะทรานซิพบ Ni, Co, Mn และไอออนออกซิเจนตาข่ายขณะที่เข้าร่วมในปฏิกิริยารีดอกซ์, ผลงานลิเธียมความจุและวิวัฒนาการ (มะเดื่อ. 3) ด้วยการขี่จักรยานไฟฟ้าเกิดขึ้น ประเด็นออกซิเจนตาข่ายลิเธียมไอออนมีส่วนร่วมในความจุที่มีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยาที่มีขนาดใหญ่ แต่ไม่เสถียร, Mn และผู้ร่วมกับไฟฟ้าขี่จักรยานการเปิดใช้งานอย่างค่อยเป็นค่อยไปมีส่วนเกี่ยวข้องในการเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี (ผลในการลดทอนแรงดันไฟฟ้าจะลดลง) การชดเชยการสูญเสียกำลังการผลิตและปฏิกิริยาจากความไม่แน่นอนที่เกิดจากการมีส่วนร่วมของออกซิเจน อย่างเห็นได้ชัดผลลัพธ์ข้างต้นแสดงให้เห็นถึงลักษณะของความสัมพันธ์ระหว่างการมีส่วนร่วมของออกซิเจนตาข่ายเพื่อให้กลไกการเกิดปฏิกิริยาลิเธียมความจุสูงที่อุดมไปด้วยและวัสดุแมงกานีสที่ใช้แรงดันไฟฟ้าผุได้รับการยืนยันต่อไปโดยค่อยๆสูญเสียของวัสดุในระหว่างการขี่จักรยานไฟฟ้าเทคโนโลยีการถ่ายภาพ TEM ออกซิเจนและวัสดุอิเล็กโทรถูกพบว่าทำปฏิกิริยากับขั้วไฟฟ้าออกซิเจนเพิ่มขึ้นการสูญเสียวัตถุดิบและนำไปสู่การสลายตัวของแรงดันไฟฟ้าที่รุนแรงมากขึ้น (รูปที่. 4). การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าการยับยั้งของวัสดุที่อุดมไปด้วยลิเธียมจำเป็นต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าลดทอนไอออนวัสดุตาข่ายออกซิเจนแรงดันสูงในระหว่างการชาร์จ ความมั่นคงและผลของวัสดุที่แตกต่างกันในองค์ประกอบที่แตกต่างกันในปัจจุบันการสลายตัวของแรงดันไฟฟ้า. การออกแบบเหล่านี้มีเนื้อหาข้อมูลสูง ไม่มีการลดทอนแรงดันไฟฟ้าและความมั่นคงของโครงสร้างของลิเธียมที่อุดมไปด้วยชั้นออกไซด์ลิเธียมวัสดุแคโทดความคิดพื้นฐานที่ให้บริการและการทดลอง. นอกจากนี้เป็นเทคนิคการทดลองครั้งแรกที่ใช้รังสีซินโครแหล่งกำเนิดวัสดุแบบ real-time สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในระหว่างรอบการวิวัฒนาการที่ยาวนานและความจุ กลไกการเสื่อมประสิทธิภาพของการทำงานการทดลอง. วิธีการและการออกแบบการทดลองมีค่าอ้างอิงที่สำคัญสำหรับอนาคตของกลไกความล้มเหลวของแบตเตอรี่และวัสดุแบตเตอรี่วงจรวงจรชีวิตยาว
รังสีซินโครสามารถให้ความหลากหลายของเทคนิคการทดลองสำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่ทำลายกระบวนการไฟฟ้าเคมีในแหล่งกำเนิดวิจัยวัสดุเซลล์ยูเชียนจินและห้องปฏิบัติการฟิสิกส์พลังงานสะอาดที่ทีมวิจัย E01 Task Force ได้รับการมุ่งมั่นที่จะพัฒนางานวิจัยแบตเตอรี่ ในวิธีการทดลองแหล่งกำเนิดเราได้ทำชุดของการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับเชิญและ counterparts ระหว่างประเทศของการวิจัยทางเคมี (2018, 51, 290-298) และวารสารอื่น ๆ เพื่อแสดงความคิดเห็นในความคิดเห็นเกี่ยวกับสารเคมี (2017, 117, 13123-13186) และบัญชี กระดาษนี้จะแนะนำการทดลองวิธีการซินโครแบตเตอรี่วัสดุรังสี. ส่วนใหญ่ทำงานที่เกี่ยวข้องกับการได้รับการมุ่งเน้นไปที่ R & D โปรแกรม (2016YFA0202500) NSFC ประชากรนวัตกรรมกองทุน (51421002), จีน Academy of Sciences และกรมองค์การกลางร้อยหลายพันโครงการเยาวชนได้รับการสนับสนุน
รูปที่ 1 Li 1.2Ni 0.15ร่วม 0.1Mn 0.55O2(a) เส้นประจุและการปลดปล่อยและ (b) เส้นโค้งของวัฏจักรโวลต์เมเมตรีสำหรับรอบการประจุและการปลดปล่อยที่แตกต่างกัน
รูปที่ 2 Li 1.2Ni 0.15ร่วม 0.1Mn 0.55O2สเปกตรัมการดูดกลืนรังสีเอกซ์ของธาตุต่างๆในรอบการประจุและการปลดปล่อยที่ต่างกัน
รูปที่ 3 Li 1.2Ni 0.15ร่วม 0.1Mn 0.55O2ปฏิกิริยาปล่อยสัปดาห์อกซ์ที่แตกต่างกัน (ก) ขององค์ประกอบที่แตกต่างกันมีส่วนร่วมสัปดาห์ค่าใช้จ่ายและการปล่อยที่แตกต่างกันความจุ; นำ (ข) อิเล็กทรอนิกส์โครงสร้างการเปลี่ยนแปลงการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นลิเธียมไอออนจัดเก็บ (ค) แตกต่างจากโลหะทรานซิรีดอกซ์ ความแตกต่างของระดับพลังงานเกี่ยวข้องกับการลดทอนแรงดันไฟฟ้า
มะเดื่อ 4 (ก) และ (ข) ภูมิประเทศสามมิติของอนุภาคไฟฟ้าและหลังการขี่จักรยานไฟฟ้า. (ค) และ (ง) ภายในอนุภาควัสดุวงจรก่อนที่จะมีสถิติการกระจายขนาด micropore หลังจาก (จ) และ (ฉ) วงจร สถิติการกระจายขนาดรูพรุนของอนุภาคในอนุภาคของวัสดุ
