អ្នកស្រាវជ្រាវនៅមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Argonne របស់ក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិក (DOE) មានប្រវត្តិដ៏យូរលង់នៃការរកឃើញដំបូងបង្អស់នៅក្នុងវិស័យថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង។ លទ្ធផលជាច្រើននេះគឺសម្រាប់ cathode របស់ថ្មដែលហៅថា NMC, nickel manganese និង cobalt oxide។ ថ្មដែលមាន cathode នេះឥឡូវនេះផ្តល់ថាមពលដល់ Chevrolet Bolt ។
អ្នកស្រាវជ្រាវ Argonne បានសម្រេចនូវរបកគំហើញមួយផ្សេងទៀតនៅក្នុង cathodes NMC ។ រចនាសម្ព័នភាគល្អិត cathode ថ្មីរបស់ក្រុមនេះ អាចធ្វើឱ្យថ្មកាន់តែប្រើប្រាស់បានយូរ និងមានសុវត្ថិភាពជាងមុន អាចដំណើរការនៅតង់ស្យុងខ្ពស់ និងផ្តល់នូវចម្ងាយធ្វើដំណើរបានយូរ។
Khalil Amin, Argonne Fellow Emeritus "ឥឡូវនេះយើងមានការណែនាំដែលក្រុមហ៊ុនផលិតថ្មអាចប្រើដើម្បីបង្កើតសមា្ភារៈ cathode សម្ពាធខ្ពស់ និងគ្មានព្រំដែន" ។
ជំនួយការគីមីវិទ្យា Guiliang Xu បាននិយាយថា " cathodes NMC ដែលមានស្រាប់បង្ហាញពីឧបសគ្គចម្បងសម្រាប់ការងារតង់ស្យុងខ្ពស់" ។ ជាមួយ​នឹង​ការ​ជិះកង់​ដោយ​ការ​បញ្ចេញ​បន្ទុក​ ការ​ដំណើរការ​បាន​ធ្លាក់​ចុះ​យ៉ាង​លឿន​ដោយ​សារ​ការ​បង្កើត​ស្នាម​ប្រេះ​នៅ​ក្នុង​ភាគល្អិត cathode ។ អស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយ អ្នកស្រាវជ្រាវអំពីថ្មបាននឹងកំពុងស្វែងរកមធ្យោបាយដើម្បីជួសជុលស្នាមប្រេះទាំងនេះ។
វិធីសាស្រ្តមួយកាលពីអតីតកាលបានប្រើភាគល្អិតស្វ៊ែរតូចៗដែលផ្សំឡើងដោយភាគល្អិតតូចៗជាច្រើន។ ភាគល្អិតស្វ៊ែរធំគឺ polycrystalline ជាមួយនឹងដែនគ្រីស្តាល់នៃការតំរង់ទិសផ្សេងៗ។ ជាលទ្ធផល ពួកគេមានអ្វីដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រហៅថា ព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិរវាងភាគល្អិត ដែលអាចបណ្តាលឱ្យថ្មប្រេះកំឡុងពេលវដ្តមួយ។ ដើម្បីទប់ស្កាត់បញ្ហានេះ សហសេវិករបស់ Xu និង Argonne ពីមុនបានបង្កើតថ្នាំកូតប៉ូលីមែរការពារជុំវិញភាគល្អិតនីមួយៗ។ ថ្នាំកូតនេះព័ទ្ធជុំវិញភាគល្អិតស្វ៊ែរធំ និងភាគល្អិតតូចៗនៅក្នុងពួកវា។
វិធីមួយទៀតដើម្បីជៀសវាងការប្រេះស្រាំបែបនេះគឺត្រូវប្រើភាគល្អិតគ្រីស្តាល់តែមួយ។ មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងនៃភាគល្អិតទាំងនេះបានបង្ហាញថាពួកវាគ្មានព្រំដែនទេ។
បញ្ហាសម្រាប់ក្រុមគឺថា cathodes ធ្វើពី polycrystals ស្រោប ហើយគ្រីស្តាល់តែមួយនៅតែប្រេះកំឡុងពេលជិះកង់។ ដូច្នេះ ពួកគេបានធ្វើការវិភាគយ៉ាងទូលំទូលាយនៃសម្ភារៈ cathode ទាំងនេះនៅឯ Advanced Photon Source (APS) និង Center for Nanomaterials (CNM) នៅមជ្ឈមណ្ឌលវិទ្យាសាស្ត្រ Argonne នៃក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិក។
ការវិភាគកាំរស្មីអ៊ិចផ្សេងៗត្រូវបានអនុវត្តនៅលើអាវុធ APS ចំនួនប្រាំ (11-BM, 20-BM, 2-ID-D, 11-ID-C និង 34-ID-E) ។ វាប្រែថាអ្វីដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រគិតថាជាគ្រីស្តាល់តែមួយ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយអេឡិចត្រុង និងមីក្រូទស្សន៍កាំរស្មីអ៊ិច ពិតជាមានព្រំដែននៅខាងក្នុង។ ការស្កែន និងបញ្ជូនមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងនៃ CNMs បានបញ្ជាក់ពីការសន្និដ្ឋាននេះ។
រូបវិទូ Wenjun Liu បាននិយាយថា "នៅពេលដែលយើងពិនិត្យមើលរូបរាងផ្ទៃនៃភាគល្អិតទាំងនេះ ពួកវាមើលទៅដូចជាគ្រីស្តាល់តែមួយ" ។ â�<“但是，当我们在APS 使用一种称为同步加速器X 射线衍射显微镜的技术和其他澬其他在内部។” â�<“但是，当在在使用使用种称为同步加速器 x 射线显微蕜的技术他現和和。界隐藏在 ។"ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលយើងប្រើបច្ចេកទេសហៅថា synchrotron X-ray diffraction microscopy និងបច្ចេកទេសផ្សេងទៀតនៅ APS យើងបានរកឃើញថាព្រំដែនត្រូវបានលាក់នៅខាងក្នុង។"
សំខាន់ក្រុមការងារបានបង្កើតវិធីសាស្រ្តផលិតគ្រីស្តាល់តែមួយដោយគ្មានព្រំដែន។ ការធ្វើតេស្តកោសិកាតូចៗជាមួយនឹង cathode គ្រីស្តាល់តែមួយនេះនៅតង់ស្យុងខ្ពស់បានបង្ហាញពីការកើនឡើង 25% នៃការផ្ទុកថាមពលក្នុងមួយឯកតាដោយស្ទើរតែគ្មានការបាត់បង់ក្នុងការអនុវត្តលើសពី 100 វដ្តសាកល្បង។ ផ្ទុយទៅវិញ NMC cathodes ដែលផ្សំឡើងពីគ្រីស្តាល់តែមួយពហុចំណុចប្រទាក់ ឬ polycrystals ស្រោបបានបង្ហាញពីការថយចុះសមត្ថភាពពី 60% ទៅ 88% ក្នុងរយៈពេលដូចគ្នានេះ។
ការគណនាមាត្រដ្ឋានអាតូមបង្ហាញពីយន្តការនៃការកាត់បន្ថយសមត្ថភាព cathode ។ យោងតាមលោក Maria Chang ដែលជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រផ្នែកណាណូនៅ CNM ព្រំដែនទំនងជាបាត់បង់អាតូមអុកស៊ីហ្សែន នៅពេលដែលថ្មត្រូវបានសាក ជាងតំបន់ដែលនៅឆ្ងាយពីពួកវា។ ការបាត់បង់អុកស៊ីសែននេះនាំទៅរកការរិចរិលនៃវដ្តកោសិកា។
Chan បាននិយាយថា "ការគណនារបស់យើងបង្ហាញពីរបៀបដែលព្រំដែនអាចនាំឱ្យអុកស៊ីសែនត្រូវបានបញ្ចេញនៅសម្ពាធខ្ពស់ ដែលអាចនាំឱ្យមានការថយចុះនៃដំណើរការ" ។
ការលុបបំបាត់ព្រំដែនការពារការវិវត្តនៃអុកស៊ីសែន ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសុវត្ថិភាព និងស្ថេរភាពរង្វិលនៃ cathode ។ ការវាស់ស្ទង់ការវិវត្តនៃអុកស៊ីសែនជាមួយ APS និងប្រភពពន្លឺកម្រិតខ្ពស់នៅមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Lawrence Berkeley នៃក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិកបញ្ជាក់ពីការសន្និដ្ឋាននេះ។
Khalil Amin, Argonne Fellow Emeritus បាននិយាយថា "ឥឡូវនេះយើងមានគោលការណ៍ណែនាំដែលអ្នកផលិតថ្មអាចប្រើដើម្បីធ្វើសមា្ភារៈ cathode ដែលមិនមានព្រំដែននិងដំណើរការនៅសម្ពាធខ្ពស់" ។ â�<“该指南应适用于NMC 以外的其他正极材料 ។” â�<“该指南应适用于NMC 以外的其他正极材料 ។”"គោលការណ៍ណែនាំគួរតែអនុវត្តចំពោះសម្ភារៈ cathode ក្រៅពី NMC ។"
អត្ថបទ​មួយ​អំពី​ការ​សិក្សា​នេះ​បាន​បង្ហាញ​នៅ​ក្នុង​ទិនានុប្បវត្តិ Nature Energy។ ក្រៅពី Xu, Amin, Liu និង Chang អ្នកនិពន្ធ Argonne មាន Xiang Liu, Venkata Surya Chaitanya Kolluru, Chen Zhao, Xinwei Zhou, Yuzi Liu, Liang Ying, Amin Daali, Yang Ren, Wenqian Xu, Junjing Deng, Inhui Hwang, Chengjun Sun, Tao Zhou, Ming Du, និង Zonghai Chen។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Lawrence Berkeley (Wanli Yang, Qingtian Li, និង Zengqing Zhuo), សាកលវិទ្យាល័យ Xiamen (Jing-Jing Fan, Ling Huang និង Shi-Gang Sun) និងសាកលវិទ្យាល័យ Tsinghua (Dongsheng Ren, Xuning Feng និង Mingao Ouyang)។
អំពីមជ្ឈមណ្ឌល Argonne សម្រាប់ Nanomaterials មជ្ឈមណ្ឌលសម្រាប់ Nanomaterials ដែលជាមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវណាណូបច្ចេកវិទ្យាមួយក្នុងចំណោមមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវថាមពលណាណូរបស់ក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិកចំនួនប្រាំ គឺជាស្ថាប័នអ្នកប្រើប្រាស់ថ្នាក់ជាតិសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវកម្រិតណាណូអន្តរកម្មដែលគាំទ្រដោយការិយាល័យវិទ្យាសាស្ត្រនៃក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិក។ រួមគ្នា NSRCs បង្កើតជាឈុតនៃគ្រឿងបរិក្ខារបំពេញបន្ថែមដែលផ្តល់ឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវនូវសមត្ថភាពទំនើបបំផុតសម្រាប់ការប្រឌិត ដំណើរការ ការកំណត់លក្ខណៈ និងគំរូសម្ភារៈណាណូ ហើយតំណាងឱ្យការវិនិយោគហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធដ៏ធំបំផុតក្រោមគំនិតផ្តួចផ្តើមណាណូបច្ចេកវិទ្យាជាតិ។ NSRC មានទីតាំងនៅមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិថាមពលរបស់សហរដ្ឋអាមេរិកនៅ Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia និង Los Alamos ។ សម្រាប់ព័ត៌មានបន្ថែមអំពី NSRC DOE សូមចូលទៅកាន់គេហទំព័រ https://​science​.osti​.gov/​Us​er​-​F​a​c​i​lit​ ie​s​/​ Us er-​F​a​c​il​it​ie​s-at-a​Glance ។
ប្រភព Photon កម្រិតខ្ពស់ (APS) របស់ក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិកនៅមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Argonne គឺជាប្រភពកាំរស្មីអ៊ិចដែលមានផលិតភាពបំផុតមួយនៅក្នុងពិភពលោក។ APS ផ្តល់កាំរស្មីអ៊ិចដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ដល់សហគមន៍ស្រាវជ្រាវចម្រុះក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ គីមីវិទ្យា រូបវិទ្យា រូបវិទ្យា និងវិទ្យាសាស្ត្របរិស្ថាន និងការស្រាវជ្រាវអនុវត្ត។ កាំរស្មី X ទាំងនេះគឺល្អសម្រាប់ការសិក្សាសម្ភារៈ និងរចនាសម្ព័ន្ធជីវសាស្រ្ត ការចែកចាយធាតុគីមី ម៉ាញ៉េទិច និងអេឡិចត្រូនិច និងប្រព័ន្ធវិស្វកម្មសំខាន់ៗគ្រប់ប្រភេទ ចាប់ពីអាគុយ រហូតដល់ក្បាលចាក់ប្រេង ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់សេដ្ឋកិច្ចជាតិរបស់យើង បច្ចេកវិទ្យា។ . និងរាងកាយជាមូលដ្ឋាននៃសុខភាព។ ជារៀងរាល់ឆ្នាំ អ្នកស្រាវជ្រាវច្រើនជាង 5,000 នាក់ប្រើប្រាស់ APS ដើម្បីបោះពុម្ពផ្សាយជាង 2,000 ការបោះពុម្ពផ្សាយលម្អិតអំពីការរកឃើញសំខាន់ៗ និងការដោះស្រាយរចនាសម្ព័ន្ធប្រូតេអ៊ីនជីវសាស្ត្រសំខាន់ៗជាងអ្នកប្រើប្រាស់នៃមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវកាំរស្មី X ផ្សេងទៀត។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វករ APS កំពុងអនុវត្តបច្ចេកវិជ្ជាប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតដែលជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការកែលម្អដំណើរការរបស់ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿន និងប្រភពពន្លឺ។ នេះរួមបញ្ចូលទាំងឧបករណ៍បញ្ចូលដែលផលិតកាំរស្មីអ៊ិចភ្លឺខ្លាំងដែលផ្តល់រង្វាន់ដោយអ្នកស្រាវជ្រាវ កែវថតដែលផ្តោតកាំរស្មីអ៊ិចចុះក្រោមពីរបីណាណូម៉ែត្រ ឧបករណ៍ដែលបង្កើនវិធីដែលកាំរស្មីអ៊ិចធ្វើអន្តរកម្មជាមួយគំរូដែលកំពុងសិក្សា និងការប្រមូល និងគ្រប់គ្រងការរកឃើញ APS ការស្រាវជ្រាវបង្កើតបរិមាណទិន្នន័យដ៏ធំ។
ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់ធនធានពី Advanced Photon Source ដែលជានាយកដ្ឋានថាមពលនៃមជ្ឈមណ្ឌលអ្នកប្រើប្រាស់វិទ្យាសាស្ត្ររបស់សហរដ្ឋអាមេរិក ដែលដំណើរការដោយមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Argonne សម្រាប់នាយកដ្ឋានថាមពលនៃការិយាល័យវិទ្យាសាស្ត្រសហរដ្ឋអាមេរិក ក្រោមកិច្ចសន្យាលេខ DE-AC02-06CH11357។
មន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Argonne ខិតខំដោះស្រាយបញ្ហាសំខាន់ៗនៃវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាក្នុងស្រុក។ ក្នុងនាមជាមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិដំបូងគេនៅសហរដ្ឋអាមេរិក Argonne ធ្វើការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន និងអនុវត្តដ៏ទំនើបនៅក្នុងស្ទើរតែគ្រប់វិន័យវិទ្យាសាស្ត្រ។ អ្នកស្រាវជ្រាវ Argonne ធ្វើការយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាមួយអ្នកស្រាវជ្រាវមកពីក្រុមហ៊ុនរាប់រយ សាកលវិទ្យាល័យ និងទីភ្នាក់ងារសហព័ន្ធ រដ្ឋ និងក្រុង ដើម្បីជួយពួកគេដោះស្រាយបញ្ហាជាក់លាក់ ជំរុញភាពជាអ្នកដឹកនាំផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្ររបស់សហរដ្ឋអាមេរិក និងរៀបចំប្រទេសជាតិសម្រាប់អនាគតដ៏ល្អប្រសើរ។ Argonne មានបុគ្គលិកមកពីជាង 60 ប្រទេស ហើយដំណើរការដោយ UChicago Argonne, LLC នៃការិយាល័យវិទ្យាសាស្ត្រនៃក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិក។
ការិយាល័យវិទ្យាសាស្ត្រនៃក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិកគឺជាអ្នកជំរុញដ៏ធំបំផុតរបស់ប្រទេសនៃការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាននៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្ររូបវិទ្យា ដែលធ្វើការដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាសំខាន់ៗមួយចំនួននៃពេលវេលារបស់យើង។ សម្រាប់ព័ត៌មានបន្ថែម សូមចូលទៅកាន់គេហទំព័រ https://energy.gov/science​ience។