由馮林和路易斯·馬德森領導的維吉尼亞理工大學化學家團隊開發了一種新型成像技術,用於觀察電池介面。這項發現於4月1日發表在《自然·奈米技術》上,使研究人員能夠觀察運作中的電池內部,從而深入了解內部發生的複雜化學反應。
化學研究生Jungki Min解釋了這項研究的意義,他指出介面存在重大的、長期存在的挑戰,團隊一直在努力更好地控制這些隱藏的表面。該團隊的突破發生在檢查一種新的電解質材料配方時。
電解質位於正極和負極之間,有助於電池充電和放電過程中帶電粒子的移動。理想的電解質材料對於開發能夠承受極端溫度的高能量、長壽命電池至關重要。這對於電動汽車、電器和人工智慧技術的進步尤其重要。
林和馬德森一直在研究多相聚合物電解質,與傳統電池相比,它具有增加能量儲存、提高安全性和降低成本的潛力。他們的研究重點是2015年發現的分子離子複合電解質。
該團隊利用布魯克海文國家實驗室的軟X射線束線,確定了介面問題的根源:電池循環過程中結構支撐系統的退化,最終導致失效。這種新的成像技術將使研究人員能夠分析埋藏介面的結構和化學反應,從而指導固體聚合物電池中更好的介面和中間相的設計。