诊断故障电池或能带来更好的电池
发布时间：2025-04-03 15:15:30 阅读数： 423
图片来源：CC0 公共领域
林锋和路易斯-马德森领导的化学家团队找到了一种观察电池界面的方法，这些界面是深埋在电池内部的狭小、棘手的地方。研究成果发表在《自然-纳米技术》杂志上。
“界面方面存在着重大的、长期的挑战，”化学研究生、这项研究的第一作者 Jungki Min 说道?！拔颐且恢痹谂Ω玫乜刂普庑┞癫氐谋砻?。”
团队成员偶然发现了一种新的成像技术，使他们能够窥视操作电池的内部。他们最初正在研究一种新配方的电解质材料。
最好的电池
电解质夹在负极和正极之间，是一种填充物，它携带着带电粒子（称为离子），在电池中来回充电和放电。
电解质有多种可能的成分组合，包括盐、溶剂和添加剂。它们可以是液态、固态、凝胶状，甚至是多相的，这意味着材料可以根据条件从刚性转变为柔性。
但是，什么才是用于传输电荷这一关键任务的最佳材料呢？
这是当前科学界的重大问题之一，也是开发出寿命更长、在极端温度下也能保持稳定的高能电池的关键所在--这些特性对于下一代电动汽车、电动设备以及人工智能等其他以电池为动力的技术都非常重要。
能量消失的地方
为了回答这个问题，林和马德森一直在研究一种叫做多相聚合物电解质的东西，这种电解质有可能在同样大小的电池中储存更多的能量，而且比传统电池更安全、更便宜。
马德森的实验室在2015年发现了一种名为分子离子复合材料的多相电解质。马德森和林的研究小组一直在合作，以这种配方为基础制造锂电池和钠电池，并不断取得改进。
但也有一些注意事项： 这些电池在电解质和电极的百慕大三角交界处出现了奇怪的生长和不良行为。
洞察界面
为了弄清是什么导致了界面的古怪行为，闵在过去几年中多次前往布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）。
布鲁克海文实验室的嫩能 X 射线光束线被大量用于分析陨石和真菌等物质。但从未有人用它来研究聚合物电解质。
研究人员的发现与其他成像技术的结果相结合，使他们能够找出问题的根源： 随着电池的循环，部分结构支撑系统发生退化，导致最终失效。
但这不仅仅是一个简单的诊断。
从现在开始，研究人员可以利用这项技术最终看到埋藏界面的复杂结构和化学反应。
“这是全国多个研究实验室之间的一次伟大合作?！拔颐窍衷谟辛艘桓龊芎玫幕硗季埃梢灾傅嘉颐歉玫厣杓乒烫寰酆衔锏绯刂械慕缑婧拖嗉洳?。
