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使用 X-射线光电子显微学,研究员测试锂航空电池回应结构

Published on October 8, 2012 at 6:54 AM

正确地什么去于提前的锂航空电池,当他们充电,并且放电总是无法直接地观察。 现在, MIT 研究员承诺开发的一个新的技术更改那,允许此电化学活动的研究,它发生。

一个固体锂航空电池 (显示在桔子) 确定在先进的光源的一个测试房间里面 (ALS)在劳伦斯伯克利国家实验室,为准备其测试使用 X-射线光电子显微学 (伊娃 Mutoro 和 Ethan Crumlin, ALS) 的镜象

这个研究在日记帐科学报表被发布了。

进行在一个常规锂航空电池里面的回应是复杂的,说杨 Shao 垫铁,机械工程盖尔 E. 肯德尔副教授和材料学和工程,是本文的高级作者。 “我们着重发现什么在充电和释放期间,确实发生”,她说。 执行那只要求了使用一特殊高强度 X-射线照明一致在这个世界的二设施能够导致这样实验: 在劳伦斯伯克利 (ALS)国家实验室的先进的光源 (LBNL)在加利福尼亚。

设备使成为可能学习进行在电极表面的电化学回应和显示在锂和氧气之间的回应作为电压适用于这个细胞更改了。

测试使用了锂航空电池的一个新颖的固体版本使成为可能通过与南希 Dudney 的协作,并且橡树岭国家实验室的, (ORNL) Shao 垫铁同事说。 当释放时,这样电池在一些锂离子画转换氧气成锂过氧化物。 使用 ALS,伊Chun Lu,一 postdoc 在 Shao 垫铁的实验室和 Ethan Crumlin,从 MIT 今年获他的博士学位并且现在是 postdoc 在 LBNL,能导致详细光谱这种回应如何展开,并且向显示此回应是可逆的在金属氧化物表面。 Lu 和 Crumlin 是新的研究论文的主要作者。

缺乏了解锂如何起反应与氧气妨害了实用的锂航空电池的发展,作者说 -,但是此种电池聘用存储四次的潜在客户同样多能源,象今天锂离子电池的一个特定重量和可能如此是关键字启用能量储备的技术,在其他用途中。 在充电和释放期间,多数现有的锂航空电池遭受大能量损失和无法顺利地持续被重复的循环。

使用 ALS, Crumlin 说, “启用大多电化学研究的调查在实际环境条件的,包括能力…研究我们的特殊地被设计的固体锂二氧化物细胞表面化学”。

学习的回应此新的方法的这样电池能详细帮助他们的搜寻的研究员设计更好的电池。 这样改善锂航空电池, Shao 垫铁说,可能可能地提高往返效率 (在充电和放电之间的能源留成) 和循环寿命 (能力充电和释放电池许多次)。

此研究向显示曾经金属氧化物作为氧电极可能可能地使锂航空电池维护其在许多操作循环的性能。 用于此研究的设备本身纯粹地被设计了为研究,不作为一个实用的电池设计; 如果复制在一个实际细胞, Lu 说,这样设计可能非常地改进锂航空电池长寿。

这个观察上的方法被开发的此小组可能有学习回应的涵义在锂航空电池之外, Shao 垫铁说。 此研究,她说, “指向学习电化学能量储备的回应结构新的示例。 我们可以使用此技术学习很大数量的回应”,她说。 “它允许我们查看很大数量不同的电化学相关能源进程”。

布鲁诺 Scorsati,在罗马 Sapienza 大学的化学教授,说此工作是 “小说和复杂的途径”。 Scorsati 补充说,此研究指示 “一个进步在这些超高能源存贮系统科学技术的进展”。

来源: http://web.mit.edu

Last Update: 8. October 2012 08:25

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