电池测试科学家们弄清楚了如何跟踪电池内部发生的情况

机动性的未来是电动汽车，卡车和飞机。但是，单一电池设计无法为未来提供动力。甚至您的手机和笔记本电池也有不同的要求和不同的设计。在接下来的几十年中，我们将需要使用的电池必须针对其特定用途进行量身定制。

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都是相同的：离子是带电荷的原子或分子，它们通过称为电解质的物质将电流从阳极带到阴极，然后再返回。但是数十年来，它们在液体或固体中穿过材料的精确运动一直困扰着科学家。确切了解不同类型的离子如何在不同类型的电解质中运动，将有助于研究人员弄清楚如何影响该运动，从而制造出最适合其特定用途的充电和放电电池。

在一项突破性发现中，一组科学家证明了多种技术的结合，可精确测量流过电池的离子。这些研究人员使用美国能源部(DOE)阿尔贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的美国能源部(DOE)科学用户设施办公室的高级光子源(APS)，不仅可以观察电池在运行中的状态，可以实时测量反应，还可以使用不同类型的电池开启了类似实验的大门。

研究人员与由阿贡(Argonne)领导的DOE能源创新中心联合储能研究联合中心(JCESR)共同研究了这一结果。研究小组的论文详细介绍了通过聚合物电解质移动的锂离子的速度，该论文发表在《能源与环境科学》上。

德国帕德博恩大学教授，论文的第一作者汉斯-乔治·施泰因吕克说：“这是测量速度和浓度，然后将它们与理论进行比较的不同实验方法的结合。” “我们证明了这是可能的，现在我们将在性质不同的其他系统上执行它。”

这些方法是在APS的射线线8-ID-I处执行的，其中包括使用超亮X射线来测量穿过电池的离子的速度，并同时测量电解质中离子的浓度。电池电量耗尽。然后，研究小组将其结果与数学模型进行比较。他们的结果是一个非常精确的数字，表示离子所携带的电流，这就是所谓的传输数。