Raws li kev tshaj tawm xov xwm txawv teb chaws, ib pawg ntawm cov kws tshawb fawb ntawm Brookhaven National Laboratory (Brookhaven National Laboratory) ntawm US Department of Energy (DOE) tau txiav txim siab cov ntsiab lus tshiab hais txog cov tshuaj tiv thaiv sab hauv ntawm lithium hlau anode roj teeb. , Ib kauj ruam tseem ceeb rau cov roj teeb tsheb uas pheej yig dua.

Cov kws tshawb fawb roj teeb ntawm Brookhaven National Laboratory (Duab qhov chaw: Brookhaven National Laboratory)

Remanufacturing ntawm Lithium Anode

Los ntawm cov xov tooj ntse mus rau lub tsheb fais fab, peb tuaj yeem pom cov kev lig kev cai. Txawm hais tias cov roj teeb lithium tau ua kom muaj ntau yam thev naus laus zis los siv dav, lawv tseem ntsib teeb meem hauv kev muab lub zog mus ntev rau lub tsheb hluav taws xob.

Battery500, kev sib koom ua ke coj los ntawm cov kws tshawb fawb hauv tsev kawm ntawv tau txais nyiaj los ntawm US Department of Energy’s Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) thiab US Department of Energy, lub hom phiaj los tsim lub roj teeb ntawm tes nrog lub zog ceev ntawm 500Wh / kg. Hauv lwm lo lus, nws yog ob npaug ntawm lub zog ceev ntawm cov roj teeb niaj hnub tshaj plaws. Txog qhov kawg no, kev sib koom tes tsom mus rau cov roj teeb uas ua los ntawm lithium hlau anodes.

Cov roj teeb lithium hlau siv lithium hlau ua cov anode. Nyob rau hauv sib piv, feem ntau lithium roj teeb siv graphite li anode. “Lub lithium anode yog ib qho ntawm cov tseem ceeb hauv kev ncav cuag lub hom phiaj ntawm Battery500 zog,” cov kws tshawb fawb tau hais. “Qhov zoo dua yog tias lub zog ceev yog ob npaug ntawm cov roj teeb uas twb muaj lawm. Ua ntej, lub peev xwm tshwj xeeb ntawm anode yog siab heev; Thib ob, koj tuaj yeem muaj lub roj teeb hluav taws xob ntau dua, thiab kev sib xyaw ntawm ob tuaj yeem muaj lub zog ntau dua. ”

Cov kws tshawb fawb tau ntev paub txog qhov zoo ntawm lithium anodes; Qhov tseeb, cov lithium hlau anode yog thawj anode txuas rau lub roj teeb cathode. Txawm li cas los xij, vim qhov tsis muaj “rov qab” ntawm lub anode, uas yog, lub peev xwm los them los ntawm cov tshuaj tiv thaiv electrochemical reversible, cov kws tshawb fawb roj teeb tau siv graphite anodes es tsis txhob siv lithium hlau anodes los ua lithium roj teeb.

Tam sim no, tom qab ntau xyoo ntawm kev vam meej, cov kws tshawb fawb tau ntseeg siab kom paub txog qhov thim rov qab lithium hlau anode los thawb cov kev txwv ntawm lithium roj teeb. Qhov tseem ceeb yog qhov sib cuam tshuam, cov khoom siv txheej txheej uas ua rau ntawm lub roj teeb electrodes thaum lub sij hawm cov tshuaj tiv thaiv electrochemical.

“Yog tias peb tuaj yeem nkag siab qhov kev sib txuas no, nws tuaj yeem muab cov lus qhia tseem ceeb rau cov khoom tsim thiab tsim cov lithium anodes thim rov qab,” cov kws tshawb fawb tau hais. “Tab sis kev nkag siab txog qhov kev sib tshuam no yog qhov nyuaj heev vim tias nws yog txheej nyias nyias ntawm cov khoom, tsuas yog ob peb nanometers tuab, thiab nws yog qhov nkag siab rau huab cua thiab av noo, yog li tuav cov qauv yog qhov nyuaj.”

Qhov no interface yog pom hauv NSLS-II

Txhawm rau daws cov teeb meem no thiab “saib” cov tshuaj lom neeg muaj pes tsawg leeg thiab cov qauv ntawm kev sib tshuam, cov kws tshawb fawb tau siv National Synchrotron Radiation Light Source II (NSLS-II), ib qho chaw siv ntawm DOE Science Office ntawm Brookhaven National Laboratory, uas tsim tawm. super ci X-rays los kawm txog cov khoom siv ntawm qhov cuam tshuam ntawm atomic scale.

Ntxiv nrog rau kev siv lub peev xwm siab tshaj ntawm nSLS-II, pab pawg kuj yuav tsum tau siv cov kab teeb ci (chaw kuaj sim) uas tuaj yeem ntes tag nrho cov khoom ntawm qhov cuam tshuam, thiab siv lub zog siab (luv-vav ntev) X-rays txhawm rau kuaj pom crystalline. thiab amorphous theem.

“Cov pab pawg chemistry tau txais txoj hauv kev XPD ntau hom, siv ob txoj kev sib txawv uas muab los ntawm beamline, X-ray diffraction (XRD) thiab kev faib ua haujlwm (PDF) tsom xam,” cov kws tshawb fawb tau hais. “XRD tuaj yeem kawm cov theem crystalline, thiab PDF tuaj yeem kawm amorphous theem.”

XRD thiab PDF tsom xam tau nthuav tawm cov txiaj ntsig zoo siab: Lithium hydride (LiH) muaj nyob hauv lub interface. Tau ntau xyoo lawm, cov kws tshawb fawb tau sib cav txog qhov muaj nyob ntawm LiH hauv lub interface, tsim kev tsis paub meej txog cov txheej txheem tshuaj tiv thaiv yooj yim uas tsim cov kev sib tshuam.

“LiH thiab lithium fluoride (LiF) muaj cov qauv siv lead ua zoo sib xws. Peb qhov kev thov txog kev tshawb pom LiH tau raug nug los ntawm qee cov neeg uas ntseeg tias peb ua yuam kev LiF rau LiH, “tus kws tshawb fawb tau hais.

Raws li qhov kev tsis sib haum xeeb koom nrog hauv txoj kev tshawb fawb thiab cov kev cov nyom ntawm kev paub qhov txawv LiH los ntawm LiF, pab pawg tshawb fawb tau txiav txim siab los muab ntau yam pov thawj rau qhov muaj nyob ntawm LiH, suav nrog kev sim ua huab cua.

“Cov kws tshawb fawb tau hais tias: “LiF ruaj khov hauv huab cua, tab sis LiH tsis ruaj khov. Yog tias peb nthuav tawm qhov cuam tshuam rau huab cua ntub, thiab yog tias qhov sib xyaw ua ke txo qis thaum lub sijhawm, peb tuaj yeem lees paub tias peb pom tseeb LiH, tsis yog LiF, thiab nws yog LiF. Vim qhov nyuaj ntawm kev paub qhov txawv LiH los ntawm LiF thiab kev sim huab cua tsis tau ua ua ntej, LiH feem ntau yuav yuam kev rau LiF hauv ntau cov ntaub ntawv qhia, lossis nws tsis pom vim LiH decomposition nyob rau hauv ib qho chaw ntub dej. ”

Tus kws tshawb fawb txuas ntxiv mus. “Cov qauv npaj ua haujlwm ua los ntawm PNNL yog qhov tseem ceeb rau kev tshawb fawb no. Peb xav tias ntau tus neeg tsis tuaj yeem txheeb xyuas LiH vim tias lawv cov qauv tau raug rau qhov chaw ntub dej ua ntej qhov kev sim. ” Yog tias koj tsis tau sau cov qauv kom raug, kaw cov qauv thiab Shipping cov qauv, koj yuav nco LiH. ”

Ntxiv nrog rau kev lees paub qhov muaj nyob ntawm LiH, pab pawg kuj tau daws lwm qhov tsis paub ntev nyob ib puag ncig LiF. LiF tau ntev tau suav tias yog ib qho txiaj ntsig zoo ntawm lub interface, tab sis tsis muaj leej twg nkag siab qhov laj thawj. Pab pawg tau txiav txim siab qhov sib txawv ntawm LiF nyob rau hauv lub interface thiab feem ntau ntawm cov qauv sib txawv ntawm LiF nws tus kheej, thiab pom tias yav dhau los txhawb nqa kev thauj ntawm lithium ions ntawm anode thiab cathode.

Cov kws tshawb fawb roj teeb los ntawm Brookhaven National Laboratory, lwm lub chaw kuaj mob hauv tebchaws, thiab cov tsev kawm qib siab txuas ntxiv koom tes. Cov kws tshawb fawb tau hais tias cov txiaj ntsig no yuav muab cov lus qhia siv tau ntau heev rau kev tsim cov lithium hlau anodes.