蓋世汽車(chē)訊 據(jù)外媒報(bào)道，桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Sandia National Laboratories）的一組科學(xué)家使用微觀方法測(cè)量電勢(shì)，或找到制造更持久、更高效電池的方法。

（圖片來(lái)源：桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室）

研究人員之一Alec Talin表示：“固態(tài)電池的主要問(wèn)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(huì)干擾電子的流動(dòng)。”

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(shì)損失，但接口不會(huì)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(duì)開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試。

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

研究團(tuán)隊(duì)采用開(kāi)爾文探針力顯微鏡（Kelvin probe force microscopy），測(cè)量表面電勢(shì)。桑迪亞研究團(tuán)隊(duì)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(xiàng)研究人員之一Elliot Fuller表示：“計(jì)算和測(cè)量電池電極之間的電壓對(duì)于研究人員而言相對(duì)簡(jiǎn)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?yàn)樗c性能限制電阻密切相關(guān)。而開(kāi)爾文探針力顯微鏡技術(shù)能夠幫助測(cè)量電壓下降發(fā)生的位置?！?/p>

Talin稱：“這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)已有很多年，一直被用于測(cè)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(lái)就像一層蛋糕。但我們?nèi)匀豢梢詫?duì)其進(jìn)行充電和放電，因此對(duì)整個(gè)電池進(jìn)行了測(cè)量?！?/p>

研究小組發(fā)現(xiàn)，電池的大部分電勢(shì)是在電解質(zhì)和陽(yáng)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(cè)量值耗時(shí)較長(zhǎng)，而通過(guò)測(cè)量鋰離子在充電過(guò)程中不同狀態(tài)的位置，我們將驗(yàn)證數(shù)據(jù)。”

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該研究團(tuán)隊(duì)與美國(guó)國(guó)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(cè)量鋰離子在特定時(shí)刻的位置。

Talin表示：“我們將使用這種技術(shù)來(lái)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(chǔ)器，以開(kāi)發(fā)出理想運(yùn)行的設(shè)備。”

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