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新手艺爆发有助开发性能更强盛充电电池

2016-08-08

电池性能的优劣对电子装备来说至关主要。充电时间短、一连时间长，是所有人对现在普遍使用的锂离子电池的期望。最近，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和斯坦福大学等机构的研究职员合作，开发出一种新的X射线显微镜(STXM)手艺，可详尽地视察锂离子电池充放电历程中的粒子活动情形，这或有助于开发出性能更强盛的锂离子电池。

研究小组在最新一期《科学》杂志上揭晓论文称，他们使用伯克利实验室的先进光源，专门设计制造了一个“液体电化学射线显微镜纳米成像平台”，可一次对30个粒子举行成像。研究职员称，与已往所用的透射电子显微镜(TEM)相比，新平台具有更大的视野和更强的穿透性，能让使用者实时视察一些化学特异性转变情形。

研究小组使用这一平台对磷酸铁锂粒子在充放电历程中的活动模式举行了视察、成像，详细纪录了粒子化学因素演变及化学反应速率等情形。他们发明，粒子外貌的充电历程并不匀称，会随着时间的推移越来越差。

理论上，电池充电时，带正电的锂离子匀称地充满电极外貌的状态最理想，但现实上这种情形很难泛起，尤其是电池老化后更是云云。

研究职员体现，新手艺平台使他们可以在介观标准对电池的动态活动举行实时成像，要做到这一点很难但很主要。有了这一手艺，他们有能力实时剖析粒子化学因素和电流密度的转变情形，研究电池的充放电历程，并对单个电池粒子内部电化学反应举行成像，这对更好地明确电池的充电机制和优化电池性能很有资助。

现在，该研究小组正在设计更高精度的X射线显微镜，其目的区分率将抵达1至5个纳米。（文章泉源：科技日报）

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