在锂离子电池阴极N. Balke 1,S。Jesse 1,A。N. Morozovska 2,E。Eliseev 3,E。Eliseev 3,D。W. Chung 4,Y. Kim 5,L。Adamczyk 5,R。E. E. Garcia 4,N。Dudney 5和N.Dudney Internal Interge Nation Interge N.实验室,田纳西州橡树岭,美国37831,2,乌克兰国家科学学院半导体物理研究所,乌克兰41,PR。nauki,03028乌克兰,乌克兰3,材料科学问题研究所,乌克兰国家科学学院,乌克兰3,乌克兰3,Krjijanovskogo,Krjijanovskogo,03142基辅,乌克兰,乌克兰,4材料工程学院,Purdue University,Purdue University,Purdue University,Purdue University,West Lafayette田纳西州37831,美国。实现Li进出阴极的运动是新电池设计的关键组成部分,但由难以识别的纳米级工艺主导。我们开发了一种基于扫描探针显微镜的方法,电化学应变显微镜(ESM),以研究薄膜licoo 2电极材料中的电偏置诱导的锂离子传输。ESM利用了偏置控制的锂离子浓度和电极材料摩尔体积之间的固有联系,从而为具有纳米计精度的新型研究提供了能力。使用ESM,可以在相关的长度尺度上研究局部电化学过程,以揭示结构,功能和液压电池性能之间的复杂相互作用。这项工作表明了如何使用ESM来研究分层阴极材料(例如Licoo 2)中的锂离子运输。N.B.N.B.通过其分层结构,锂离子传输和相应的体积变化很大程度上取决于Licoo 2晶粒的晶体学方向。使用ESM,可以鉴定具有增强锂离子动力学的晶粒和晶界。显着性的可再生能源需求日益增长与对当前未按照许多应用所需的性能执行的高级储能技术的需求密切相关。储能系统的功能(例如锂离子电池)基于并最终受到离子流的速率和定位,以不同的长度尺度从原子上的原子到晶粒到接口。在这些长度尺度上理解离子运输过程的根本差距极大地阻碍了当前和未来电池技术的发展。ESM的开发已经打开了以前从未达到的水平来了解锂离子电池的途径。有关用ESM获得的本地锂离子流的独特信息将不可避免地导致电池应用材料开发的突破。了解离子流,材料属性,微结构和缺陷之间的相互作用是电池操作的关键,可用于优化设备属性并了解电池褪色过程中发生的情况。信用研究是作为流体界面反应,结构和运输(第一)中心的一部分,这是一个能源边界研究中心,由美国能源部基本能源科学办公室资助,基础能源科学办公室,奖励编号ERKCC61(N.B.,L.A.,L.A.R.E.G.R.E.G.以及美国能源部基础能源科学办公室的一部分,美国能源部CNMS2010-098和CNMS2010-099(N.B.,S.J。)。还承认亚历山大·冯·洪堡基金会。和D.W.C.感谢NSF Grant CMMI 0856491的支持。“纳米尺度的电化学插入和锂离子电池材料的扩散映射” N。Balke,S。Jesse,A。N. Morozovska,E。E. Eliseev,D。W. Chung,Y。Kim,Y。Kim,L。Adamczyk,R。E. E.García,N。Dudney和S.V.kalinin,nat。纳米技术。5,749-754(2010)。5,749-754(2010)。
(讨论苏联通过合法和非法渠道获取西方技术的方式);《苏联获取具有军事意义的西方技术:最新进展》,1985 年 9 月,转载自委员会国际金融和货币政策小组委员会的出口管制听证会。银行。住房和城市事务,第 100 届国会第一届会议。235(1987 年)[以下简称“苏联获取技术”](前国防部国际安全助理部长理查德·珀尔的声明)(证实了 1985 年美国政府报告的重要性,该报告描述了组织严密的苏联获取复杂敏感技术的计划);美国中央情报局报告:苏联获取西方技术,常设小组委员会听证会。政府事务委员会调查。第 97 届国会,第二届会议。1 (1982) [以下简称“中央情报局报告”](讨论遏制苏联大量获取与军事相关的西方技术的难度);Pipes,《如何应对苏联威胁》,评论,1984 年 8 月,第 27 页(讨论苏联在过去二十五年中从西方获得的技术);参见 Dudney,《苏联如何窃取美国高科技机密》,《美国新闻与世界报道》,1985 年 8 月 12 日,第 33 页(讨论苏联在多大程度上依赖窃取的美国工业机密来拯救国家摆脱经济停滞);参议院常设小组委员会对向苏联转让技术的控制,《政府事务委员会调查》,第 97 届国会第 2 届会议,第 56 页(1982 年)(参议员 Nunn 的声明)(概述了苏联获取必要高科技的基本方法);Perle,《苏联联系 I》,DEF.,1982 年 2 月,第 10 页(认为苏联利用西方宽松的出口管制获取重要商品和设备);美国国务院,苏联工商会的情报收集[以下简称情报收集](讨论苏联工商会如何创建和使用 op-
基于可再生能源的能源经济已被提出作为摆脱对化石燃料依赖的一种出路。可充电锂离子电池 (LIB) 预计将在 2030 年内满足未来的电动汽车、电动航空和固定电网储能目标。然而,LIB 需要有毒且昂贵的金属,如钴、镍、锰等才能发挥作用。锂和钴的地质不对称分布以及以采矿为中心的地缘政治和不道德的童工,导致原材料成本大幅波动。它影响了电动汽车中使用的大型 LIB 组的市场价格稳定性。在双碳电池中,两个电极均由碳质材料组成,电解质中的离子会嵌入和脱嵌到电极基质中。由零过渡金属组成的新型双碳电池对环境无害。它可以将整体电池成本降低 20-25%,并有望抑制市场价格的不可预测性。使用普遍存在的碳替代重金属作为电极活性材料和集电器,具有轻便灵活等优点。制备的5.0伏(标称电压4.6伏)电池的能量密度约为100瓦时/公斤,进一步改造后可扩展到150瓦时/公斤。研究小组认为,开发的电池可能有潜力用于高压应用、复杂的电池供电医疗设备、电动汽车的再生制动系统和固定电网。研究小组负责人苏伦德拉·库马尔·马莎博士表示:“这项研究将进一步突破能量密度极限,他们的远大愿景包括将双碳系统作为更便宜的LIB替代品引入印度市场。”这项研究由印度理工学院海得拉巴分校的博士生 Shuvajit Ghosh 先生和 Udita Bhattacharjee 女士在 Surendra K. Martha 博士的指导下与美国橡树岭国家实验室和印度孟买海军材料研究实验室合作完成。海军研究委员会 (DRDO) 支持该项目。详细的实验和讨论可以在题为“锂基可充电电池中沥青涂层碳纤维的多功能利用 - Ghosh, S.、Bhattacharjee, U.、Patchaiyappan, S.、Nanda, J.、Dudney, NJ 和 Martha, SK”的文章中找到,该文章发表在《先进能源材料》上,2021 年,2100135(DOI:10.1002/aenm.202100135)。