研究人員報告：利用新技術可讓讓鋰離子電池更安全、更強大

今天的可充電鋰離子電池很好，但將來可能會更好。

這是芝加哥大學和阿貢國家實驗室的研究人員得出的結論，在廣泛的研究中使用實時透射電子顯微鏡，或TEM，是了解鋰離子電池電化學反應的最有效方法，並了解電池如何被改造成更安全、更強、更持久、更便宜的電池。

「儘管使用廣泛，可充電的離子電池面臨著各種材料和界面挑戰，這些挑戰將它們排除在高功率和高性能應用之外，」機械工業工程副教授Reza shahbazian - yassar說。

鋰離子電池通常用於家用和攜帶型電子產品，以及汽車商。它們的運作原理是鋰離子從負極移到正極在放電和充電時的運動。而據透明市場研究公司(Transparency market Research)的數據，到2024年，鋰電池的市場預計將達到770億美元以上，但研究人員表示，為了提高效能和生產出更好的電池，就需要解決好幾個問題。

「有很多科學上的挑戰，我們想知道是為什麼低溫會導致電力供應不佳;為什麼它會過熱和爆炸;而且，如果過度充電，電池會變得不穩定，」shahbazian - yassar說。

他說:「有高效能材料，但不安全。」「有安全的材料，但供電能力差強人意。」所以我們想要找到一個合適的媒介。」

例如，shahbazian - yassar說，今天使用的鋰離子電池無法達到電力車輛的高能量密度或壽命，同時仍能與內燃機車的性能相匹配。因此，由鋰和氧、鋰和硅組成的新型電化學組合正在被嘗試開發，其因為是它們能夠保持和產生更高的能量密度。

shahbazian - yassar說，在現場進行研究或實時進行研究有很多優勢。一個原位實驗提供了一個過程及其變化的連續視圖，而不是使用許多樣本;具體和具體的動作可以測量。

除了鋰,鈉,也是一個研究方向，因其豐富的存儲量和相對較輕的原子重量,而且和多價離子會產生高能密度,如鎂、鈣和鋁。

shahbazian - yassar說:「必須改變電池的部件，必須使用新的設計和材料。」「電池需要提供更多的能量和更好的性能，提供的能量密度是現在的兩倍或三倍。」總的來說，如果你看過去10年，電池的成本在減少，但它仍然沒有達到我們所期望的範圍。

他說:「開發下一代鋰離子電池需要有很高的標準，我們正在努力實現這一目標。」

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