当前位置：首页 > 新能源 > 正文

科学家开发解析电池材料原子层面结构的新方法

盖世汽车 Elisha 2020-11-23 11:00:00

核心提示：研究人员合作开发了一种新的“基因组”方法，仅利用粉末衍射数据即可解析非常复杂的结构。

盖世汽车讯据外媒报道，美国能源部布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)、石溪大学(SBU)、美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(LNBL)材料项目、加州大学伯克利分校(University of California，Berkeley)以及欧洲的研究人员联手开发出一种新方法，可以利用研磨粉末样品数据，解析材料的原子层面结构。

（图片来源：bnl）

这种方法展示了解析材料结构的能力，而这些材料具有使离子在钠离子电池中穿梭的可能性。研究人员Peter Khalifah表示：“我们的方法结合了实验、理论和现代计算工具，即使只有粉末样品可用，也可以提供理解重要功能材料所需的优质结构数据。”

在某种程度上，这项技术是一种逆向工程，不直接使用粉末样品测量数据来解析结构（对于许多材料来说，这都很复杂），而是使用计算机算法来构建和评估材料的所有合理结构。即使结构非常复杂造成传统结构解决方案不起作用，通过这种方式分析与物质相关的“基因组”也有可能找到正确的结构。

捕捉电池正极低温结构图像

欧洲研究人员Matteo Bianchini和Francois Fauth利用西班牙巴塞罗那的ALBA同步加速器，进行X射线粉末衍射实验。科学家利用该设施中明亮的X射线，研究一种名为NVPF的钠离子电池正极材料在各种温度下（从室温到大气气体液化等极低温度下）的原子排列。这项工作很有必要，因为当NVPF材料在低温下冷却时，室温时存在的无序结构就会消失。尽管电池是在接近室温的温度下工作，但解析材料的低温结构仍然至关重要，因为只有这种低温无障碍结构，才能让科学家清楚地了解室温下存在的真正化学键。这种化学键环境强烈影响离子在室温下穿过结构的方式，从而影响NVPF作为电池材料的性能。

本文共计1971字开通高级账号后继续阅读

登录后获取已开通的账号权益