蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）的一組科學(xué)家使用微觀方法測量電勢，或找到制造更持久、更高效電池的方法。

（圖片來源：桑迪亞國家實驗室）

研究人員之一Alec Talin表示：“固態(tài)電池的主要問題是其不同部分間的邊界處，比如陰極和一層離子導(dǎo)電電解質(zhì)，會干擾電子的流動。”

固態(tài)電池采用固體電解質(zhì)代替電化學(xué)凝膠和液體，且通常為小型電子設(shè)備供電。大多數(shù)研究人員認(rèn)為在電池內(nèi)部接口處存在電壓或電勢損失，但接口不會造成電池內(nèi)部產(chǎn)生大量電阻。因此，五年前，該研究團(tuán)隊開始進(jìn)行測試。

Talin解釋說：“通過此項研究，我們希望發(fā)現(xiàn)更好的燃燒特性，以開發(fā)出更好的電池材料，以及找到合適的接口設(shè)計方案，以減少電阻。在試驗案例中，接口與研究使用的硅陽極中鋰離子的移動速度有很大關(guān)系?！?/p>

研究團(tuán)隊采用開爾文探針力顯微鏡（Kelvin probe force microscopy），測量表面電勢。桑迪亞研究團(tuán)隊可能并不習(xí)慣創(chuàng)新使用儀器，但該方法為全球首創(chuàng)。

此項研究人員之一Elliot Fuller表示：“計算和測量電池電極之間的電壓對于研究人員而言相對簡單，但確定電池層內(nèi)電壓下降的位置卻很難。了解電壓下降的位置至關(guān)重要，因為它與性能限制電阻密切相關(guān)。而開爾文探針力顯微鏡技術(shù)能夠幫助測量電壓下降發(fā)生的位置?！?/p>

Talin稱：“這項技術(shù)的開發(fā)已有很多年，一直被用于測量局部電壓或電池部件。我們將電池縱向切成兩半，各元件堆疊起來就像一層蛋糕。但我們?nèi)匀豢梢詫ζ溥M(jìn)行充電和放電，因此對整個電池進(jìn)行了測量?！?/p>

研究小組發(fā)現(xiàn)，電池的大部分電勢是在電解質(zhì)和陽極（負(fù)極）端子間的邊界處丟失。

Talin還表示：“大多數(shù)人認(rèn)為最大的變化將發(fā)生在陰極（正極）和電解質(zhì)之間的界面。了解測量值耗時較長，而通過測量鋰離子在充電過程中不同狀態(tài)的位置，我們將驗證數(shù)據(jù)?！?/p>

為實現(xiàn)這一目標(biāo)，該研究團(tuán)隊與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所中子研究中心（National Institute of Standards and Technology Center for Neutron Research）的研究人員合作，使用一種稱為中子深度分析的技術(shù)，以測量鋰離子在特定時刻的位置。

Talin表示：“我們將使用這種技術(shù)來研究其他電池以及其他固態(tài)電氣系統(tǒng)，例如桑迪亞發(fā)明的電化學(xué)隨機(jī)存取存儲器，以開發(fā)出理想運(yùn)行的設(shè)備?！?/p>

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