蓋世汽車訊 電池可以為電動(dòng)汽車等供電，其性能取決于電極和電解質(zhì)之間的界面。據(jù)外媒報(bào)道，賓夕法尼亞州立大學(xué)（Penn State）和行業(yè)研究人員開發(fā)出新方法，可以更高的分辨率來觀察這種界面，并有望提高電池效率和壽命。

（圖片來源：賓州大學(xué)）

電解質(zhì)是在陽極和陰極之間傳導(dǎo)離子的液體介質(zhì)，使電流得以流動(dòng)。電極-電解質(zhì)界面是固體電極和液體電解質(zhì)相遇的邊界。該界面能夠影響離子和溶劑分子的積累、消耗和轉(zhuǎn)移電荷，在電池性能中起著關(guān)鍵作用。研究人員Jianwei Lai表示，了解這種界面行為，特別是雙電層（EDL），對(duì)于設(shè)計(jì)更高效、更耐用的電池十分重要。“EDL控制離子遷移和電子傳輸，使電池中的電化學(xué)反應(yīng)成為可能。它會(huì)直接影響電池的性能?！?/p>

然而，挑戰(zhàn)在于這種電極-電解質(zhì)雙層存在于超微小的尺度上，并且是高度動(dòng)態(tài)的，根據(jù)所施加的電壓而改變結(jié)構(gòu)。隨著電壓的變化，層中的離子和分子排列發(fā)生變化。電極-電解質(zhì)層的變化會(huì)降低電池效率，減少電池儲(chǔ)能，并縮短電池的壽命，比如離子卡在錯(cuò)誤的位置，會(huì)使電流流動(dòng)放緩，如同交通堵塞會(huì)減慢車速。Lai解釋道：“EDL約為納米級(jí)尺度，難以進(jìn)行表征。而且其結(jié)構(gòu)不是靜態(tài)的，高度依賴于所施加電荷，因此直接對(duì)其進(jìn)行研究極具挑戰(zhàn)性?！? 

以前，研究人員使用理論模型來了解EDL的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)測(cè)量方法可以提供間接但不精確的線索，如伏安法、傳統(tǒng)的電毛細(xì)管作用和電化學(xué)阻抗譜。Lai表示，當(dāng)前電池系統(tǒng)更為復(fù)雜，因此這尤其成問題。這些電池使用復(fù)雜的鹽溶液，以幫助電池儲(chǔ)存和釋放更多的能量。

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