蓋世汽車訊 據外媒報道，桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）的一組科學家使用微觀方法測量電勢，或找到制造更持久、更高效電池的方法。

（圖片來源：桑迪亞國家實驗室）

研究人員之一Alec Talin表示：“固態電池的主要問題是其不同部分間的邊界處，比如陰極和一層離子導電電解質，會干擾電子的流動。”

固態電池采用固體電解質代替電化學凝膠和液體，且通常為小型電子設備供電。大多數研究人員認為在電池內部接口處存在電壓或電勢損失，但接口不會造成電池內部產生大量電阻。因此，五年前，該研究團隊開始進行測試。

Talin解釋說：“通過此項研究，我們希望發現更好的燃燒特性，以開發出更好的電池材料，以及找到合適的接口設計方案，以減少電阻。在試驗案例中，接口與研究使用的硅陽極中鋰離子的移動速度有很大關系。”

研究團隊采用開爾文探針力顯微鏡（Kelvin probe force microscopy），測量表面電勢。桑迪亞研究團隊可能并不習慣創新使用儀器，但該方法為全球首創。

此項研究人員之一Elliot Fuller表示：“計算和測量電池電極之間的電壓對于研究人員而言相對簡單，但確定電池層內電壓下降的位置卻很難。了解電壓下降的位置至關重要，因為它與性能限制電阻密切相關。而開爾文探針力顯微鏡技術能夠幫助測量電壓下降發生的位置。”

Talin稱：“這項技術的開發已有很多年，一直被用于測量局部電壓或電池部件。我們將電池縱向切成兩半，各元件堆疊起來就像一層蛋糕。但我們仍然可以對其進行充電和放電，因此對整個電池進行了測量。”

研究小組發現，電池的大部分電勢是在電解質和陽極（負極）端子間的邊界處丟失。

Talin還表示：“大多數人認為最大的變化將發生在陰極（正極）和電解質之間的界面。了解測量值耗時較長，而通過測量鋰離子在充電過程中不同狀態的位置，我們將驗證數據。”

為實現這一目標，該研究團隊與美國國家標準與技術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，以測量鋰離子在特定時刻的位置。

Talin表示：“我們將使用這種技術來研究其他電池以及其他固態電氣系統，例如桑迪亞發明的電化學隨機存取存儲器，以開發出理想運行的設備。”

返回第一電動網首頁 >