方法跟踪电池内部发生的情况
移动性的未来是电动汽车、卡车和飞机。但是，单一的电池设计无法为未来提供动力。甚至手机和笔记本电脑的电池也有不同的要求和不同的设计。未来几十年所需的电池必须根据其特定用途进行定制。这意味着要尽可能准确地了解每种电池内部发生的情况。
每个电池的工作原理相同：离子是带电荷的原子或分子，通过称为电解质的材料将电流从阳极带到阴极，然后再返回。但它们在这种物质中的精确运动，无论是液体还是固体，几十年来一直困扰着科学家。准确了解不同类型的离子如何在不同类型的电解质中移动将有助于研究人员弄清楚如何影响这种移动，从而制造出以最适合其特定用途的方式进行充电和放电的电池。
一组科学家已经展示了一种技术组合，可以精确测量穿过电池的离子。不同实验方法的组合测量速度和浓度，然后将它们与理论进行比较。这些方法包括使用超亮 X 射线来测量离子在电池中移动的速度，并在模型电池放电时同时测量电解质中的离子浓度。然后，研究小组将他们的结果与数学模型进行了比较。他们的结果是一个非常准确的数字，代表离子携带的电流——也就是所谓的传输数。
传输数本质上是带正电的离子携带的电流相对于总电流的量；该团队的计算使该数字约为 0.2。由于这种测量离子运动的新方法的敏感性，这一结论不同于其他方法得出的结论。
在这个实验中，研究小组使用固体聚合物电解质代替了锂离子电池广泛使用的液体电解质。聚合物更安全，因为它们避免了一些液体电解质的可燃性问题。
过去，研究电池内部工作原理的最佳方法是通过它们发送电流，然后分析随后发生的情况。实时追踪离子运动的能力为科学家们提供了改变这种运动以满足其电池设计需求的机会。
下一步是分析更复杂的聚合物和其他材料，如钙和锌，并最终转化为液体电解质。
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