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弗吉尼亚理工大学发现诊断故障的方法 或能实现更好的电池

盖世汽车 Elisha 2025-04-03 17:13:08
核心提示:该团队成员偶然发现了一种新的成像技术,能够从内部观察运行中的电芯。

盖世汽车讯 据外媒报道,弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)的化学团队发现一种观察电池界面的方法,这些界面位于电芯内部的深处,紧密而复杂。该团队由Feng Lin和Louis Madsen领导。研究人员Jungki Min表示:“这些界面存在重要的长期挑战。研究人员一直在尝试更好地控制这些深藏的表面。”

弗吉尼亚理工大学发现诊断故障的方法 或能实现更好的电池

(图片来源:弗吉尼亚理工大学)

该团队成员偶然发现了一种新的成像技术,能够从内部观察运行中的电芯。最初,研究人员探讨的是电解质材料的新配方。

电解质夹在阳极(负极)和阴极(正极)之间,这种填充物可以携带带电粒子(即离子)来回移动,以实现电池充放电。电解质具有多种可能的成分组合,包括盐、溶剂和添加剂。它们可以是液体、固体、凝胶状,甚至是多相的,这意味着材料可以根据条件从刚性变为柔性。但是,对于运送电荷这一关键任务来说,什么材料是最好的呢?

这是目前研究人员探讨的重大问题之一,也是开发寿命更长、能在极端温度下保持稳定的高能电池的关键。对于下一代电动汽车、电器和其他电池供电技术(人工智能),这些都是重要的性能。

能量消失的地方

为了回答这一问题,研究人员着眼于多相聚合物电解质,这可能在相同尺寸的电池中储存更多的能量,同时比传统电池更安全、成本更低。2015年,Madsen的实验室发现了一种称为分子离子复合材料的多相电解质。Madsen和Lin的团队一直基于这种配方共同构建锂电池和钠电池,并不断进行改进。

然而,有一些问题是,电池中存在奇怪的生长和不良行为。这些行为出现在电解质和电极相遇的地方,也就是电池界面。过去几年,Min多次前往布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory),以了解是何种原因引起这种奇怪的界面行为。布鲁克海文的高效X射线束线大量用于分析陨石和真菌等物质,但从未用来观察聚合物电解质。

研究人员发现,结合来自其他成像技术的结果,他们可以精确地找出问题的根源,即在电池循环过程中部分结构支撑系统出现故障,最终导致故障。但是,这不仅仅是简单的诊断。从现在开始,研究人员可以利用这种技术,最终看到深处界面的复杂结构和化学反应。

Lin表示:“这是多个研究实验室之间的一次卓越合作。现在,研究人员拥有很好的机械图像,可用于更好地指导设计固体聚合物电池中的界面和中间相。”

*版权声明:本文为盖世汽车原创文章,如欲转载请遵守 转载说明 相关规定。违反转载说明者,盖世汽车将依法追究其法律责任!

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202504/3I70422205C501.shtml

文章标签: 电池
 
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