一個國際科學家團隊找到了一種改進電池設(shè)計的方法，可以生產(chǎn)更安全、更強大的鋰電池。
該團隊在橡樹嶺國家實驗室利用準彈性中子散射為鋰鹽和有機聚合物電解質(zhì)的混合物設(shè)定了第一個基準，即一納秒(或十億分之一秒)。
該工作發(fā)表在《自然材料》雜志上。
“這一切都取決于材料的研究，”橡樹嶺國家實驗室化學光譜小組組長尤金·馬蒙托夫說。 “而且聚合物電解質(zhì)不會像鋰電池中的液體電解質(zhì)那樣著火。”
該團隊使用中子技術(shù)來驗證計算機模擬，結(jié)束了關(guān)于鋰離子需要多長時間才能擺脫聚合物電解質(zhì)形成的微小籠子的長期爭論。任何電池中的離子脫離此類環(huán)境或聚合物電解質(zhì)中的溶劑化籠的速率有助于確定能量如何流經(jīng)電池。聚合物電解質(zhì)可以實現(xiàn)能量密度更高的電極，例如鋰金屬，從而產(chǎn)生更強大的鋰電池。
這些發(fā)現(xiàn)也為橡樹嶺國家實驗室快速篩選新電池材料打開了大門。 “中子對氫高度敏感，氫幾乎存在于所有電解質(zhì)中。這使我們能夠看到它在系統(tǒng)中的移動方式，并以前所未有的詳細程度了解聚合物電解質(zhì)動力學。我們無法確定時間和長度任何其他方式，”橡樹嶺國家實驗室中子散射科學家納雷什·奧斯蒂(Naresh Osti)說。
“納雷什和尤金對橡樹嶺國家實驗室實驗中子數(shù)據(jù)的解釋讓我們了解了鋰離子被限制在聚合物電解質(zhì)中的程度。我們的研究結(jié)果表明這種通用方法將適用于液體電解質(zhì)，”查爾斯·W·尼塔什·巴爾薩拉 (Nitash Balsara) 說。加州大學伯克利分校電化學托比亞斯教授。
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