1713321795
2024-04-17 02:16:51
国際的な科学者チームは、より安全で強力なリチウム電池を製造できる電池設計を改善する方法を発見しました。
研究チームは、オークリッジ国立研究所で準弾性中性子散乱を使用して、リチウム塩と有機ポリマー電解質の混合物の最初のベンチマークである1ナノ秒、つまり10億分の1秒を設定した。
「すべては材料の研究に帰着します」とORNL化学分光グループリーダーのユージン・マモントフ氏は語った。 「そしてポリマー電解質は、リチウム電池の液体電解質のように発火することはありません。」
研究チームは中性子技術を使ってコンピューターシミュレーションを検証し、ポリマー電解質によって作られた小さな檻からリチウムイオンが抜け出すまでにどれくらいの時間がかかるかについての長年の議論に終止符を打った。 バッテリー内のイオンがそのような環境、またはポリマー電解質の溶媒和ケージから解放される速度は、エネルギーがバッテリー内をどのように流れるかを決定するのに役立ちます。 ポリマー電解質は、リチウム金属のような、よりエネルギー密度の高い電極を可能にし、より強力なリチウム電池を実現する可能性があります。
この発見は、ORNL で新しい電池材料を迅速にスクリーニングするための扉も開きます。 「中性子は、事実上すべての電解質に存在する水素に対して非常に敏感です。これにより、中性子がシステム内でどのように移動するかを確認し、前例のない詳細レベルで高分子電解質のダイナミクスを理解することができました。時間と長さを特定することはできませんでした」他の方法で」とORNLの中性子散乱科学者ナレシュ・オスティ氏は語った。
「ORNLでの実験から得られた中性子データのナレシュとユージーンの解釈は、リチウムイオンがポリマー電解質にどの程度閉じ込められているかを理解することに目を開かせてくれました。我々の発見は、この一般的なアプローチが液体電解質にも適用されることを示唆しています」とチャールズ・W・ケネディのニタシュ・バルサラ氏は述べた。トビアス カリフォルニア大学バークレー校の電気化学教授。
#中性子がケージフリーリチウムイオンのねぐらを支配する