低成本成像技术可观察锂离子电池内部展示智能手机电池如何在几分钟快速充电
研究人员开发了一种简单的基于实验室的技术，使他们能够观察锂离子电池内部并实时跟踪锂离子在电池充电和放电时的移动，这在以前是不可能的。研究人员使用低成本成像技术确定了限速过程，如果解决这些问题，大多数智能手机和笔记本电脑中的电池可以在短短五分钟内快速充电。
剑桥大学的研究人员表示，他们的技术不仅有助于改进现有电池材料，还可以加速下一代电池的开发，这是向无化石燃料过渡过程中需要克服的最大技术障碍之一。研究结果发表在著名权威期刊《自然》杂志上。
虽然与其他电池和储能方式相比，锂离子电池具有不可否认的优势，例如相对较高的能量密度和较长的寿命，但它们也可能过热甚至爆炸，并且生产成本相对较高。此外，它们的能量密度远不及汽油。到目前为止，这使得它们不适合在两大清洁技术中广泛使用：电动汽车和太阳能发电的电网规模存储。
为了改进锂离子电池并帮助它们更快地充电，研究人员需要实时跟踪和了解在现实条件下功能材料中发生的过程。目前，这需要复杂的同步加速器 X 射线或电子显微镜技术，这些技术既耗时又昂贵。
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剑桥团队开发了一种称为干涉散射显微镜的光学显微镜技术来观察这些工作过程。使用这种技术，他们能够通过测量散射光的量来观察锂钴氧化物（通常称为 LCO）充电和放电的单个颗粒。
他们能够看到 LCO 在充放电循环中经历了一系列相变。LCO 颗粒内的相界随着锂离子的进出而移动和变化。研究人员发现，移动边界的机制因电池是充电还是放电而异。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
该方法的高通量特性允许在整个电极上对许多粒子进行采样，并且进一步探索电池失效时会发生什么以及如何预防它。这项技术有助于下一代电池开发过程中的重要难题。
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