探尋原子結構 阿貢研發新電池正極材料

日前，美國能源部的ArgonneNationalLaboratory（阿貢國家試驗室）表示，他們正利用高級光子源（APS）萌生的X射線來從三個不同維度檢測下一代電池陰極材料的晶體微觀結構。依據ArgonneNationalLaboratory官方的描述，這一項研究或許能徹底革新汽車、交通和電網的儲能現狀。

據悉，這一試驗的研究人員分別來自材料科學、化學科學與工程、數據科學以及X射線科學，跨范疇的合作可以為這一研究提供電池材料和化學、X射線散射、計算機編程和復雜的數據分解等方面的專業知識。Argonne材料科學部門的該項目首席研究員RaymondOsborn以及StephanRosenkranz說道：“這是大規模科學合作的一個很好的例子，充足利用ArgonneNationalLaboratory的多學科團隊和世界一流的設施，以處理復雜的問題。”

這項研究項目的成果是一個緊要的新工具。在尋找更好的陰極材料時，科學家利用X射線和電子衍射確定鋰離子或其他嵌入劑要怎么樣形成長程有序結構。這種結構會妨礙陰極內金屬離子的運動，從而妨礙了金屬離子在循環過程中的提取和插入，并導致電池性能降低。在明確這些原由之后，研究人員可以進一步改進電池性能。

研究小組認為鈉離子電池是鋰電池的替代品。小組成員測量了試驗中晶體中高能X射線的散射，并確定了在不同溫度下晶體結構內鈉離子之間的短程相關性。Rosenkranz認為，這些發現使人們對有序-無序過渡要怎么樣限制鈉離子遷移率有了更好的理解，從而提高電池陰極的性能。”（文/汽車之家馬艾駿）

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