科學家們揭示，透過一項新型成像技術，下一代電池的壽命有望延長。這項技術由加州大學洛杉磯分校（UCLA）的研究人員開發，能夠在鋰金屬電池充電時進行高解析度成像。
研究人員指出，測量鋰上形成的腐蝕層為改進電池設計提供了線索，而這項成像技術在其他領域，如生物學，也可能具有應用潛力。
鋰金屬電池的能量密度可達到當前鋰離子電池的兩倍，但目前其壽命卻相對較短。
這項技術的主要目的是幫助指導更好的鋰金屬電池設計。該技術能夠在充電過程中以小於光波長的細節捕捉鋰金屬電池的狀態。
這種被稱為電化學低溫電子顯微鏡（eCryoEM）的技術，提供了可能幫助設計更佳鋰金屬電池的見解。研究人員表示，物理科學中的低溫電子顯微鏡工具與生物學中的並無二致，對於電池而言，基本上是死後檢查技術。
研究人員表示：「我們只能捕捉電化學反應的初始和最終狀態，對反應條件下發生的情況存在盲點。」他們進一步解釋道：「在過去四年中，我們開發的這項技術讓我們能夠在充電時將電池放入液氮中。為此，我們必須設計出非常薄的電池，並直接進行急速冷凍，以確保在此過程中不會發生副反應。」
研究團隊在不同時間點冷凍電池，並將多次測量結果結合起來，形成類似翻頁動畫的效果，觀察腐蝕層隨時間增長的情況。這些理解將有助於工程師改進電池設計。
使用 eCryoEM，研究人員繪製了腐蝕層隨時間變化的厚度。在早期階段，生長速度僅受鋰反應速度的限制。一旦腐蝕層變厚，生長速度則受電子擴散速度的限制。
研究發現，在擴散限制階段，使用高性能電解質的腐蝕層生長速度僅慢了約 10%。而在早期反應限制階段，生長速度的差異則達到三倍，這讓研究人員感到驚訝。
鋰金屬有潛力使美國在鋰離子電池技術上取得突破。與鋰離子電池相比，鋰金屬的能量密度幾乎翻倍。然而，鋰金屬的循環穩定性尚未達到要求。
研究人員專注於工程化腐蝕層的特性，以限制擴散。主要差異似乎不在於電子傳導速度，而在於電解質的反應性。
這些發現表明，應致力於使液體電解質盡可能惰性。這並不是一個新概念，但該研究量化了這一差異的潛力，並突顯了這是一個有前景的方向。
日本電話卡推介 / 台灣電話卡推介
一㩒即做：香港網速測試 SpeedTest HK
