與傳統的鋰離子電池相比，固態電池的充電速度更快，續航里程更長，使用壽命更長，可以在電動汽車中發揮重要作用可是，由于目前有限的制造和材料加工技術，固態電池容易退化據國外媒體報道，研究人員發現了一個導致電池退化的隱藏缺陷接下來，將針對這些缺陷設計材料和技術，生產下一代電池

在固態電池中，帶電粒子在固體材料中運動在傳統的鋰離子電池中，離子在液體中運動根據這一新發現，雖然固態電池具有優勢，但固態材料的局部變化或微小缺陷都會導致電池磨損或短路

普林斯頓大學安德林格能源和環境中心的研究員凱爾西·哈澤爾說:如果你想讓離子在空間的每一點都以相同的速度移動，那么使用均勻的材料就很重要。

研究人員利用阿貢國家實驗室的高科技工具，檢測和跟蹤電池中納米級材料在實際充放電時的變化研究團隊代表普林斯頓工程，范德堡大學，阿貢國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室，討論了電池固體電解質中由晶體組成的粒子這是電池的核心部分，電荷通過固體電解質移動

電池的電能儲存在電極材料中，包括正極和負極當電池釋放能量為車輛提供動力時，帶電粒子將穿過電池到達正極或固體電解質是正負電極之間離子的移動路徑沒有電解質，離子就不能在正負電極之間移動并儲存能量

在固態電池中，電解質通常是陶瓷或致密玻璃使用固體電解質的固態電池可以使用鋰金屬等能量密度更高的材料，使電池更輕，更小對于電動汽車等交通應用，重量，體積和充電容量是關鍵因素此外，固態電池比其他類型的電池更安全，更不容易著火

以前研究人員認為固態電池的電解液容易降解，而且似乎降解是隨機的在這項研究中，研究人員懷疑固態電池的退化不是隨機的，而是由電解質中晶體結構的變化引起的為了探索這一假設，研究人員使用阿貢實驗室的同步加速器，借助強大的X射線觀察電池的運行狀態用X射線成像和高能衍射在埃尺度上研究了石榴石電解質的晶體結構因此，研究人員可以從晶體層面研究石榴石的變化

石榴石電解質由顆粒積木組成在單一電解質中幾乎有30，000種不同的顆粒研究人員發現，在這3萬個顆粒中，主要有兩種結構排列可以以不同的速度移動離子此外，Hatzell表示，這些不同的形式或結構可能會導致應力梯度，導致離子向不同方向移動，或者使離子遠離細胞部分

研究人員認為，電池中帶電離子的運動就像水順流而下，遇到巖石后再改變方向有大量離子通過的區域往往具有較高的壓力Hatzell說:如果讓所有的離子都通過一個區域，會導致電池的快速退化為了建造一個可以持續數千次充電循環的電池，需要控制電解液中離子運動的位置和方式

通過制造技術和添加少量不同的化學物質，可以控制顆粒的一致性，從而穩定電解液中的晶體形態研究人員表示，關于如何避免異質性，有許多未經驗證的假設當然，這是有挑戰性的，但也不是不能解決

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