X射线断层扫描揭示固态电池充放电实时动态
广泛用于移动电子到电动汽车的锂离子电池依赖液体电解质在充放电循环中在电极间来回搬运离子。液体均匀包裹电极，允许离子自由移动。
快速发展的固态电池技术改用固体电解质，有望提升能量密度和改善未来电池安全性。但从电极移除锂可能在界面产生空隙，导致可靠性问题，限制电池寿命。
研究人员利用X射线断层扫描观察固态锂电池充放电时内部材料演变。详细三维信息有助于提高电池可靠性和性能，固态电池用固体材料替代现有锂离子电池中的易燃液体电解质。
关键发现
原位同步辐射X射线计算机微断层扫描成像揭示了锂/固体电解质界面电极材料动态变化如何决定固态电池行为。研究发现电池运行导致界面形成空隙，造成接触丧失，这是电池失效的主要原因。
团队构建宽约2毫米的专用测试电池，研究五天内电池结构变化。测试仪从不同方向拍摄图像，经计算机算法重建提供电池随时间变化的三维图像。
因锂极轻，X射线成像具挑战性，需特殊设计测试电池。技术类似医学CT扫描。受测试限制，研究人员仅能观察单循环电池结构。未来工作将观察更多循环，看结构是否适应空隙形成和填充。结果可能适用于其他电解质配方，表征技术可用于获取其他电池过程信息。
电动汽车电池组须在预计15万英里寿命中承受至少1000次循环。锂金属电极固态电池虽能为给定尺寸提供更多能量，但除非能提供可比寿命，否则优势难以超越现有技术。
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