Tamin'ny 21 aogositra, Prof. MA Cheng avy ao amin'ny Oniversiten'ny Siansa sy ny Teknolojian'i Shina (USTC) sy ireo mpiara-miasa aminy dia nanolotra paikady mahomby hamahana ny olana mifandray amin'ny electrode-electrolyte izay mametra ny fivoaran'ny bateria Li-state-generation manaraka. Ny electrode composite solid-solid noforonina tamin'izany fomba izany dia nampiseho fahaiza-manao miavaka sy ny tahan'ny fampisehoana.
Ny fanoloana ny electrolyte ranoka organika amin'ny bateria Li-ion mahazatra amin'ny elektrôlôly mafy dia afaka manamaivana ny olana momba ny fiarovana, ary mety handrava ny "tafo fitaratra" ho fanatsarana ny hakitroky ny angovo. Na izany aza, ny fitaovana electrode mahazatra dia solids ihany koa. Satria ny fifandraisana eo amin'ny solida roa dia saika tsy azo atao ho akaiky toy ny eo amin'ny solid sy ny rano, amin'izao fotoana izao ny bateria mifototra amin'ny electrolytes solid dia matetika mampiseho fifandraisana ratsy amin'ny electrode-electrolyte ary tsy mahafa-po ny fampisehoana sela feno.
"Ny olana mifandray amin'ny electrode-electrolyte amin'ny batterie solide dia mitovy amin'ny tehina fohy indrindra amin'ny barika hazo", hoy ny Prof. MA Cheng avy ao amin'ny USTC, ilay mpanoratra ny fianarana. "Raha ny marina, nandritra ireo taona ireo, ny mpikaroka dia efa namolavola electrodes tena tsara sy electrolyte matanjaka, saingy ny fifandraisana ratsy eo amin'izy ireo dia mbola mametra ny fahombiazan'ny fitaterana Li-ion."
Soa ihany fa ny paikadin'ny MA dia mety handresy io fanamby goavana io. Ny fandinihana dia nanomboka tamin'ny fandinihana ataoma-by-atom amin'ny dingana fahalotoana ao anaty prototype, perovskite-structured electrolyte solid. Na dia samy hafa be aza ny firafitry ny krystaly eo amin'ny loto sy ny electrolyte mafy, dia voamarika fa namorona fifandraisana epitaxial izy ireo. Taorian'ny andiam-panadihadiana ara-drafitra sy simika amin'ny antsipiriany, dia hitan'ny mpikaroka fa ny dingan'ny fahalotoana dia isostructural miaraka amin'ireo electrodes misy sosona Li-manana be. Izany hoe, ny prototype solid electrolyte dia afaka kristaly eo amin'ny "template" novolavolain'ny rafitra atomika amin'ny electrode avo lenta, ka miteraka fifandraisana akaiky atomika.
"Tena mahagaga tokoa izany," hoy ny mpanoratra voalohany LI Fuzhen, izay mpianatra nahazo diplaoma tao amin'ny USTC amin'izao fotoana izao. "Ny fisian'ny loto ao amin'ny akora dia tena tranga mahazatra, mahazatra loatra ka matetika no tsy hiraharaha azy ireo. Na izany aza, rehefa avy nandinika azy ireo izahay, dia nahita ity fihetsika epitaxial tsy nampoizina ity, ary nanentana mivantana ny paikadinay hanatsarana ny fifandraisana mafy orina. "
Raha ampitahaina amin'ny fomba fanerena mangatsiaka mahazatra, ny paikadin'ny mpikaroka dia afaka mahatsapa fifandraisana lalina sy tsy misy fotony eo amin'ny electrolytes solid sy ny electrodes amin'ny mari-pamantarana atomika, araka ny hita taratra amin'ny sary mikroskopika elektronika atomika. (Nomen'ny ekipan'ny MA.)
Nanararaotra ny trangan-javatra voamarika, ireo mpikaroka dia ninia nanao kristaly ny vovoka amorphous miaraka amin'ny fitambarana mitovy amin'ny electrolyte mivaingana vita amin'ny perovskite eo amin'ny tampon'ny fitambarana misy sosona Li, ary nahatsikaritra tamim-pahombiazana ny fifandraisana tsara sy tsy misy dikany eo amin'ireo fitaovana roa ireo amin'ny electrode composite. Miaraka amin'ny olana mifandray amin'ny electrode-electrolyte voaresaka, ny electrode mitambatra mivaingana mafy toy izany dia nanome fahafaha-manao tahan'ny mitovy amin'ny an'ny electrode mitambatra solid-liquid. Ny tena zava-dehibe dia hitan'ny mpikaroka ihany koa fa ity karazana fifandraisana mivaingana epitaxial ity dia mety handefitra ny tsy fitovian'ny mason-tsivana lehibe, ary noho izany ny paikady naroson'izy ireo dia azo ampiharina amin'ny electrolytes solid perovskite hafa sy electrodes misy sosona.
"Ity asa ity dia nanondro tari-dalana izay mendrika harahina," hoy i MA. "Ny fampiharana ny fitsipika natsangana eto amin'ny fitaovana manan-danja hafa dia mety hitarika amin'ny fampisehoana sela tsara kokoa sy siansa mahaliana kokoa. Miandrandra izany izahay."
Ny mpikaroka dia mikasa ny hanohy ny fikarohana amin'io lalana io, ary hampihatra ny paikady natolotra amin'ny cathodes hafa manana fahaiza-manao avo lenta.
Ny fanadihadiana dia navoaka tao amin'ny Matter, gazety sangany an'ny Cell Press, mitondra ny lohateny hoe "Atomically Intimate Contact between Solid Electrolytes and Electrodes for Li Batteries". Ny mpanoratra voalohany dia i LI Fuzhen, mpianatra nahazo diplaoma tao amin'ny USTC. Ny mpiara-miasa amin'i Prof. MA Cheng dia ahitana an'i Prof. NAN Ce-Wen avy ao amin'ny Oniversite Tsinghua sy Dr. ZHOU Lin avy ao amin'ny Ames Laboratory.
(Sekolin'ny simia sy ny siansa ara-materialy)
Rohy taratasy: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30029-3
Fotoana fandefasana: Jun-03-2019