一個國際科學家團隊找到了一種改進電池設計的方法，可以生產更安全、更強大的鋰電池。
科學家使用中子為聚合物電解質和鋰鹽混合物設定了第一個基準（一奈秒）。研究結果可以提高鋰電池的功率和安全性。圖片來源：Phoenix Pleasant/ORNL、美國能源部
該團隊在橡樹嶺國家實驗室利用準彈性中子散射技術首次設置了 基準對於鋰鹽和有機聚合物電解質的混合物，一納秒或十億分之一秒。
「這一切都取決於對材料的研究，」橡樹嶺國家實驗室化學光譜小組組長尤金·馬蒙托夫說。 “而且聚合物電解質不會像鋰電池中的液體電解質那樣著火。”
該團隊使用了 中子技術 驗證電腦模擬，結束了關於鋰離子需要多長時間才能擺脫聚合物電解質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境或聚合物電解質中的溶劑化籠的速率有助於確定能量如何流經電池。聚合物電解質可以實現能量密度更高的電極，例如鋰金屬，從而產生更強大的 鋰電池.
這些發現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，氫幾乎存在於所有電解質中。這使我們能夠看到它如何在系統中移動，並以前所未有的詳細程度了解聚合物電解質動力學。我們無法以任何其他方式確定時間和長度。
「納雷什和尤金對橡樹嶺國家實驗室實驗中子數據的解釋讓我們了解了鋰離子被限制在聚合物電解質中的程度。我們的研究結果表明，這種通用方法將適用於液體電解質。
資源： 橡樹嶺國家實驗室
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