science >> Wetenschap >  >> Chemie

Ontwikkeling van een 3D-deeltjesmodel voor afzonderlijke deeltjes in batterij-elektroden

Elektrochemische verschijnselen binnen een enkel deeltje voorspeld met behulp van het ontwikkelde model. a) Opgeladen staat; b) Elektrisch potentieel; c) Lithiumconcentratie; d) Spanning. Krediet:DGIST

Er is een model ontwikkeld met een 3D-waarneming van deeltjes ter grootte van een micrometer in een cel. Door de analyse en het onderzoek van deeltjes ter grootte van een micrometer in een cel, dit model zal naar verwachting de energie-efficiëntie van cellen verbeteren.

DGIST kondigde aan dat het team van professor Yong Min Lee in het Department of Energy Science &Engineering een "elektrochemisch microchemisch model met één deeltje" heeft ontwikkeld dat de elektrochemische eigenschappen van een enkel deeltje van actieve elektrodematerialen in 3D kan schatten. De 3D-waarnemingen van de enkele deeltjes van elektrode-actieve materialen, die moeilijk te identificeren zijn in een experiment, zullen naar verwachting worden toegepast op onderzoek naar elektrochemische verschijnselen en deeltjesontwerpen die de celefficiëntie verbeteren.

Hoewel een secundaire cel vaak wordt gebruikt als energiebron voor elektrische voertuigen, het is nog steeds niet zo efficiënt als een verbrandingsmotor. Hoewel de efficiëntie kan worden verbeterd door de energiedichtheid van de cellen te verhogen, R&D is niet actief uitgevoerd vanwege de beperkingen in nauwkeurige analysetechnologie.

Het team van professor Lee stelde dat de energiedichtheid van een cel kan worden verbeterd door de ontwerpoptimalisatie van elektrode-actieve materialen in een cel. Daarna zochten ze een manier om de enkele deeltjes van elektrode-actieve materialen ter grootte van een micrometer te onderzoeken en ontwikkelden ze een elektrochemisch model dat 3D-analyses op de afzonderlijke deeltjes kan uitvoeren.

Experimentresultaat dat elektrochemische verschijnselen onderzocht door het ontwerp van een enkel deeltje te veranderen. Krediet:DGIST

In tegenstelling tot het bestaande model dat zich richtte op de celelektrode, het model ontwikkeld door het team van professor Yong Min Lee concentreerde zich op de afzonderlijke deeltjes van actieve materialen waaruit de elektrode bestaat. Door het zo te doen, het team kwam weer een stap dichterbij om de celefficiëntie fundamenteel te verhogen door nauwkeurige analyse van de eigenschappen en kenmerken van 3D-enkele deeltjes in een model. Omdat het een 3D-analyse van deeltjes kan hebben, het model zal naar verwachting vooral op grote schaal worden toegepast in onderzoek om de afzonderlijke deeltjes van elektrode-actieve materialen in een cel te ontwerpen.

Wat dit onderzoek betreft, Professor Yong Min Lee van het Department of Energy Science and Engineering zei:"In vergelijking met eerdere werken, ons model kan onderzoeken wat er gebeurt binnen een enkel deeltje. Als resultaat, het biedt een innovatieve manier om deeltjes ter grootte van een micrometer te ontwerpen. Ons volgende doel is om dit elektrochemische model toe te passen om de celefficiëntie van elektrische voertuigen te verbeteren."