نتائج المستخدمصتشن وى هوا فريق جامعة تشنغتشوطبيعة الاتصالاتقQSense QCM-Dاختراق جديد في البحث عن حل المنحل بالكهرباء من بطارية أيون الصوديوم بمساعدة تقنية

في مجال الطاقة الجديدة ، بطاريات أيون الصوديوم تعتبر الخيار المثالي على نطاق واسع تخزين الطاقة في المستقبل بسبب وفرة الموارد وانخفاض التكلفة . ومع ذلك ، فإن استقرار المنحل بالكهرباء هي واحدة من العوامل الرئيسية التي تحد من تطوير بطاريات أيون الصوديوم . تشن وى هوا فريق جامعة تشنغتشو"إضافة الكهربائية ذات السلسلة القفل التي تمكن الكهربائية المتسامحة مع الرطوبة لبطاريات أيون الصوديوم"في موضوعطبيعة الاتصالاتمن خلال الاستخدام المبتكرQSense QCM-Dفي هذه الورقة ، آلية جديدة بالكهرباء المضافة لتحسين أداء بطارية أيون الصوديوم هو تحليل عميق ، الذي يجلب انطلاقة جديدة في هذا المجال .

خلفية البحث : المنحل بالكهرباء" نقطة الألم "

في عملية الشحن والتفريغ ، واجهة الاستقرار بين المنحل بالكهرباء و الكهربائي مهم جدا . ومع ذلك ، المنحل بالكهرباء التقليدية بسبب وجود كميات ضئيلة من الرطوبة )حاأتحلل المنحل بالكهرباء والتآكل من الأقطاب الكهربائية يمكن أن يؤدي بسهولة إلى تدهور أداء البطارية بسرعة . بالإضافة إلى ذلك ، تشكيل واجهة الصلبة المنحل بالكهرباء )شركة SEIعدم الاستقرار يزيد من تفاقم مشكلة البطارية الشيخوخة . كيفية تحسين المنحل بالكهرباء بحيث يمكن أن تبقى مستقرة في ظل ارتفاع الرطوبة البيئة أصبحت مشكلة صعبة على وجه السرعة التي يتعين حلها من قبل الباحثين .

qsense qcm-d التكنولوجيا : كشف المنحل بالكهرباء الكهربائي واجهة

في هذه الدراسة ، صمم الباحثون رواية“سلسلة" والمنحل بالكهرباء المضافة- 15PBS( أ )15-التاج-5تم تطبيقه في المنحل بالكهرباء من بطاريات أيون الصوديوم . من أجل فهم آلية عمل هذه الإضافات ، استخدم الباحثونQSense QCM-Dهذا هو أداة قوية في الوقت الحقيقي رصد واجهة التفاعل .

QSense QCM-Dتقنية قياس تردد بلورات الكوارتز )Δfتبديد )ΔDالتفاعل بين المنحل بالكهرباء و سطح القطب يمكن الكشف عنها بدقة . في التجربة ، استخدم الباحثونQSense QCM-Dفي الوقت الحقيقي رصد امتصاص المنحل بالكهرباء على سطح القطبمتحللةعملية .

الرسم البيانيواحدمع قفل سلسلة15 بي بي إسالمنحل بالكهرباء المضافةHCغير قابلة للذوبان في القطب السالبشركة SEIمنتدى

النتائج التجريبية تبين أن عندما المنحل بالكهرباء يحتوي على15 بي بي إستردد سطح القطب )Δfتبديد )ΔDتختلف اختلافا كبيرا عن التقليدية بالكهرباء . على وجه التحديد ،15 بي بي إسوجودتثبيط المياه الحفزالمنحل بالكهرباء على سطح القطبالتحللوالمشاركةتشكيل أكثر كثافة وموحدةكبريتيد الغنيةشركة SEIطبقة . هذا الاتفاقشركة SEIالاتصال المباشر بين المنحل بالكهرباء و الكهربائي هو منعه بشكل فعال .مفرطمتحللةوشركة SEIحل وتجديدمنتدى

النتائج التجريبية : تحسن كبير في الأداء

الرسم البياني2: NNMاستخدام قفل سلسلة على القطب الموجب15 بي بي إساستقرار بالكهرباء المضافةCEI

عبرQSense QCM-Dرصد التكنولوجيا ، ووجد الباحثون ، واستخدام15 بي بي إسبطاريات أيون الصوديوم المنحل بالكهرباء قد تحسنت بشكل ملحوظ في العديد من مؤشرات الأداء الرئيسية :

1. زيادة كبيرة في دورة الاستقرار500 ميجا غراما¹الكثافة الحالية15 بي بي إسالكربون الصلب المنحل بالكهرباء| لاس.ونيهس.لامنس.كرمةأا كامل البطارية قادرة على استقرار الدورة الدموية 2000 القدرة على الحفاظ على معدل1 ف - 4ومع ذلك ، فإن قدرة البطارية التقليدية المنحل بالكهرباء هو الحفاظ على1 ف - 4منتدى

2. ارتفاع معدل الأداء المتفوق : في ارتفاع الكثافة الحالية ( على سبيل المثال600 ميجا غراما¹تحت , استخدام15 بي بي إسالمواد الكاثود بالكهرباء )NNMلا تزال قادرة على الحفاظ على قدرة التفريغ العالي )55.4 ميجاهات غراما¹) أفضل بكثير من المنحل بالكهرباء التقليدية .

3. تحسين الاستقرار من خلال واجهةQSense QCM-Dرصد التكنولوجياشركة SEIطبقة الاستقرار والتوحيد .15 بي بي إسالمنحل بالكهرباء يمكن أن تمنع بشكل فعال واجهة التفاعلات الجانبية وإطالة عمر البطارية .

ملخصالدور الرئيسي qcm-d التكنولوجيا

في كلمة واحدة ، قفل سلسلة15 بي بي إسإضافات لتحسين بالكهرباء من المرحلة إلى واجهة .15 بي بي إسالتقاط أثرح₂ألمنع تآكل المنحل بالكهرباء ، وتشكيل مستقرةSEI/CEIلتحقيق كثافة الطاقة العالية المستدامةسيبمنتدىدكتورعرض تناظري15 بي بي إسخفضنااـالمذيبات شلECتسريع التنسيقنا+إزالة المذيبات ، والحد من تراكم المذيبات في واجهة القطب . كثفHCقفل سلسلة على القطب السالب15 بي بي إسعن طريق الاستبعادشركة EDLوسطEC / DECوح₂أتثبيط نمو واجهة الطفيلية ، مما يقلل من الجزيئات النشطة )سيوهكذا ، فإن ارتفاع المذيبات القطبية derivatizationشركة SEIعاليةPrتشكيل . ولذلك ، أولوية التحلل15 بي بي إسفينيل الغنيةو硫化物成分（RSO₃رونا₂لذا₃ونا₂Sرقيقة )10 نانومتردرجة حرارة منخفضةتيموشركة SEIمن أجل ضمان الموصلية الأيونية عالية ، وبالتالي تعزيز حركية .في الموقعEQCMفي الموقعديمسثبت أن المتانة الميكانيكيةشركة SEIالالكترونية جيدة العزل ، حتى في درجة حرارة عالية يمكن أن تمنع بشكل فعالشركة SEIحل وتجديد في دورة . انخفاض استهلاك المنحل بالكهرباء و تثبيط إطلاق الغاز يمكن أن تزيد من دورة الحياة والسلامة .

هذه الدراسة تبين ليس فقط15 بي بي إسالمنحل بالكهرباء المضافة لديها امكانات كبيرة في تحسين أداء بطارية أيون الصوديومQSense QCM-Dفي تحليل المنحل بالكهرباء-قطب كهربائي واجهة التفاعل . من خلال رصد التغيرات الدينامية من واجهة في الوقت الحقيقي ، يمكن للباحثين فهم عميق آلية عمل المضافة ، وبالتالي تحسين بالكهرباء الصيغة .

QSense QCM-Dمع حساسية عالية ، في الوقت الحقيقي رصد القدرة ، والتكنولوجيا يوفر أداة قوية لدراسة مواد الطاقة الجديدة ، ويساعد الباحثين على تحقيق اختراقات جديدة في مجال تكنولوجيا البطاريات .

دعم الصندوق

المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية )U24A20566، 22279121)ياومشروع مختبر هيل المفتوح )2024002 (、برامج البحث والتطوير الوطنية الرئيسية )رقم 2023YFB3809500)、خنان للعلوم والتكنولوجيا البحث والتطوير الصندوق المشترك )22230142009 (、مفتاح البحث والتطوير برنامج مقاطعة خنان )231111241400 (、تشنغتشو جامعةالخ .وقد قدم مشروع الصندوق دعما ماليا هاما للدراسة .

الرابط الأصلي

https://doi.org/10.1038/s41467-025-61603-6