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傳統鋰離子電池以其高能量存儲和快速充電能力，廣泛應用于電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)線(xiàn)耳機等日常設備中。然而，其液態(tài)電解質(zhì)存在安全隱患，一旦損壞或過(guò)熱可能引發(fā)火災。為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國密蘇里大學(xué)的研究人員正在探索使用固態(tài)電解質(zhì)開(kāi)發(fā)更安全、更節能的固態(tài)電池。 固態(tài)電解質(zhì)相較于液態(tài)電解質(zhì)具有更高的安全性，但固態(tài)電池在性能上一直面臨挑戰。當固態(tài)電解質(zhì)與陰極接觸時(shí)，會(huì )形成一層阻礙離子和電子自由移動(dòng)的界面層，增加了電阻，損害了電池性能。這一界面層問(wèn)題困擾了科學(xué)家十多年。 為了突破這一難題，密蘇里大學(xué)的研究團隊使用四維掃描透射電子顯微鏡（4D STEM），在不拆解電池的情況下檢查了其原子結構，這是該領(lǐng)域的一項革命性突破。通過(guò)這一技術(shù)，他們從根本上理解了電池內部的化學(xué)反應，并確定了界面層是固態(tài)電池性能問(wèn)題的根源。 基于這一發(fā)現，研究團隊正致力于開(kāi)發(fā)一種薄膜材料作為保護涂層，以防止固態(tài)電解質(zhì)和陰極材料相互反應。這種涂層需要足夠薄以防止反應，同時(shí)不能太厚以至于阻礙鋰離子流動(dòng)。團隊的目標是在不犧牲性能的情況下，讓固態(tài)電解質(zhì)和陰極材料協(xié)同工作。 這項研究有望為固態(tài)電池的發(fā)展帶來(lái)重大突破，使固態(tài)電池更安全、更高效。隨著(zhù)研究的深入和技術(shù)的不斷進(jìn)步，固態(tài)電池有望在未來(lái)成為主流電池技術(shù)，為人類(lèi)社會(huì )的可持續發(fā)展貢獻力量。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
