有助于研发更高效能的电池

  美国橡树岭国家实验室的科学家近日在其网站上称,借助一种新型扫描探针显微镜,他们成功绘制出了锂离子在锂电池负极周围运动的影像,这有助于研究人员研发出更高效能的电池。相关研究发表在最新一期的《自然·纳米技术》杂志上。

  尼娜·巴尔克、斯蒂芬·杰西和谢尔盖·加里宁3人领导了这项研究,他们开发出了一种新型扫描探针显微镜—电子应力显微镜(ESM)。该显微镜能够在纳米尺度上对电池内部的粒子运动进行观察,并绘制出三维图像,其精确度比现有的扫描探针显微镜要高出6个至7个数量级。

  加里宁称,研究人员对位于电池表面的ESM探针施加了电压,并通过测量相应的电化学应变或体积变化,获得了锂离子的运动图像。传统技术往往只对电流进行分析,但由于电流极其微弱,难以测量,从而无法将精度提高至纳米级。

  锂离子电池是目前最常用的一种电池系统,由于其重量轻、能量密度高,具有较好的充电性能,从手机到电动车都可见其身影。而目前,研究人员一般通过改变电池组件的材料或对电极厚度进行微调来提高其电气性能。