据国外媒体报道，弗吉尼亚理工大学科学学院化学副教授林峰和他的研究团队发现，早期的电池衰变似乎是由单个电极粒子的特性驱动的，但在几十次充电循环后，这些粒子如何结合更重要。
林说:“这项研究揭示了如何设计和制造电池电极以获得长电池循环寿命的秘密。”目前，林的实验室正致力于重新设计电池电极，以制造一种具有快速充电能力、更低成本、更长寿命和环保的电极结构。
图片来源:林峰
林说:“当电极结构允许每个单独的粒子快速响应电信号时，我们将有一个很好的工具箱来为电池快速充电。我们很高兴了解下一代低成本快速充电电池。”
这项研究是与美国能源部SLAC国家加速器实验室、普渡大学和欧洲同步辐射设施合作进行的。林实验室博士后徐正瑞和董浩也是本文的合著者，领导电极制造、电池制造和电池性能测量，并协助X射线实验和数据分析。
斯坦福同步加速器辐射源(SSRL)的研究人员和SLAC的科学家Yijin Liu说:“基本的构建模块是这些组成电池电极的粒子，但当放大时，这些粒子会相互作用。如果你想制造更好的电池，你需要知道如何组合粒子。”
作为他们研究的一部分，林、刘和其他同事利用计算机视觉技术研究了构成可充电电池电极的单个粒子如何随着时间的推移而分解。这一次的目标不仅是研究单个粒子，还包括研究它们协同工作以延长或缩短电池寿命的方式。它的最终目的是学习延长电池设计使用寿命的新方法。
作为研究的一部分，该团队用X射线研究了电池阴极。在不同的充电周期后，他们使用X射线断层成像技术重建电池阴极的3D图像。然后，他们将这些3D图像切割成一系列2D切片，并使用计算机视觉来识别颗粒。除了林和刘，这项研究还包括的博士后研究员，普渡大学机械工程教授赵凯杰，以及普渡大学的研究生Nikhil Sharma。
研究人员最终确定了2000多个单个颗粒，不仅计算了单个颗粒的特征，如大小、形状和表面粗糙度，还计算了颗粒之间直接接触的频率和颗粒形状变化的程度等特征。
接下来，他们研究了每种特性如何导致颗粒分解，发现在10次充电循环后，最大的因素是单个颗粒的特性，包括颗粒的球形度和颗粒体积与表面积的比例。然而，在50次循环后，配对和分组属性促进了粒子分解——例如，两个粒子相距多远，形状改变多少，以及更细长的足球形状的粒子是否具有相似的取向。
刘说:“原因不再仅仅是粒子本身，而是粒子之间的相互作用。这一发现很重要，因为它意味着制造商可以开发技术来控制这些特性。例如，他们可能能够使用磁场或电场将细长的粒子相互对齐，最新的研究结果表明，这将延长电池寿命。”
林补充说:“我们一直在努力研究如何让电动汽车电池在快速充电和低温条件下高效工作。除了通过使用更便宜和更丰富的原材料来设计可以降低电池成本的新材料，我们的实验室一直致力于了解远离平衡态的电池行为。我们已经开始研究电池材料及其对恶劣环境的反应。”
1据国外媒体报道，弗吉尼亚理工大学科学学院的化学副教授林峰和他的研究团队发现，早期的电池衰变似乎是由单个电极粒子的特性驱动的，但经过几十次充电循环后，如何t……se粒子的结合更重要。
林说:“这项研究揭示了如何设计和制造电池电极以获得长电池循环寿命的秘密。”目前，林的实验室正致力于重新设计电池电极，以制造一种具有快速充电能力、更低成本、更长寿命和环保的电极结构。
图片来源:林峰
林说:“当电极结构允许每个单独的粒子快速响应电信号时，我们将有一个很好的工具箱来为电池快速充电。我们很高兴了解下一代低成本快速充电电池。”
这项研究是与美国能源部SLAC国家加速器实验室、普渡大学和欧洲同步辐射设施合作进行的。林实验室博士后徐正瑞和董浩也是本文的合著者，领导电极制造、电池制造和电池性能测量，并协助X射线实验和数据分析。
斯坦福同步加速器辐射源(SSRL)的研究人员和SLAC的科学家Yijin Liu说:“基本的构建模块是这些组成电池电极的粒子，但当放大时，这些粒子会相互作用。如果你想制造更好的电池，你需要知道如何组合粒子。”
作为他们研究的一部分，林、刘和其他同事利用计算机视觉技术研究了构成可充电电池电极的单个粒子如何随着时间的推移而分解。这一次的目标不仅是研究单个粒子，还包括研究它们协同工作以延长或缩短电池寿命的方式。它的最终目的是学习延长电池设计使用寿命的新方法。
作为研究的一部分，该团队用X射线研究了电池阴极。在不同的充电周期后，他们使用X射线断层成像技术重建电池阴极的3D图像。然后，他们将这些3D图像切割成一系列2D切片，并使用计算机视觉来识别颗粒。除了林和刘，这项研究还包括的博士后研究员，普渡大学机械工程教授赵凯杰，以及普渡大学的研究生Nikhil Sharma。
研究人员最终确定了2000多个单个颗粒，不仅计算了单个颗粒的特征，如大小、形状和表面粗糙度，还计算了颗粒之间直接接触的频率和颗粒形状变化的程度等特征。
接下来，他们研究了每种特性如何导致颗粒分解，发现在10次充电循环后，最大的因素是单个颗粒的特性，包括颗粒的球形度和颗粒体积与表面积的比例。然而，在50次循环后，配对和分组属性促进了粒子分解——例如，两个粒子相距多远，形状改变多少，以及更细长的足球形状的粒子是否具有相似的取向。
刘说:“原因不再仅仅是粒子本身，而是粒子之间的相互作用。这一发现很重要，因为它意味着制造商可以开发技术来控制这些特性。例如，他们可能能够使用磁场或电场将细长的粒子相互对齐，最新的研究结果表明，这将延长电池寿命。”
林补充说:“我们一直在努力研究如何让电动汽车电池在快速充电和低温条件下高效工作。除了通过使用更便宜和更丰富的原材料来设计可以降低电池成本的新材料，我们的实验室一直致力于了解远离平衡态的电池行为。我们已经开始研究电池材料及其对恶劣环境的反应。”
标签：发现
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