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盖世汽车科学家捕获锂离子在电极材料中的移动轨迹 加快电动汽车充电速度( 二 )


"这项工作的一个重要方面是 ， 将实验和模拟结合在一起 。 因为模拟可以帮助我们解释实验数据 ， 得到机械性理解 。 "该研究的合著者、CFN理论和计算小组的物理学家DeyuLu称 ， "我们多年来在CFN开发的计算光谱学专业知识 ， 在这一合作用户项目中扮演着重要角色 ， 可以识别EELS中的关键光谱指纹 ， 揭示它们在原子结构中的物理起源及其电子特性 。 "
分析显示 ， LTO具有亚稳态中间构型 ， 其中原子的局部位置 ， 与通常的排列方式不同 。 这种局部的"多面"扭曲排列 ， 降低了能量壁垒 ， 为锂离子的快速移动提供了途径 。 Wang解释说："汽油可以不受阻碍地流进汽车油箱 ， 因为油箱本身是一个空容器 。 与之不同的是 ， 锂需要经过一番‘争战’ ， 才能进入不是完全开放的LTO 。 为了得到锂 ， LTO会从一种结构转变成另一种结构 。 通常情况下 ， 这种两相转换需要时间 ， 限制了快速充电的能力 。 然而 ， 在这种情况下 ， LTO原子结构的局部扭曲 ， 提供了更多的开放空间 ， 使锂可以轻松通过 ， 比预期中更快地被容纳 。 这些高导电路径 ， 出现在两个阶段之间的丰厚边界 。 "
接下来 ， 科学家们将探索LTO在实际应用中的局限性 ， 例如发热与高速率循环时出现的容量损失 。 通过研究LTO在不同循环速率下反复吸收和释放锂后的行为方式 ， 他们希望找到解决这些问题的方法 ， 为快速充电电池开发实际可行的电极材料 。 Zhu说："这项跨机构工作 ， 结合了原位光谱学、电化学、计算和理论 ， 为今后的研究建立基础 。 "
Wang说："通过我们新开发的电化学电池 ， 并给合布鲁克海文CFN强大的电子和X射线显微镜和国家同步加速器光源II（NSLS-II） ， 我们希望能够进一步研究快速充电电极中的传输行为 。 通过这些最先进的工具 ， 我们将获得 ， 在真实反应条件下和实时循环过程中 ， 样品局部和整体结构中锂运输的完整视图 。 "


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