电池的性能对电子设备非常重要。对于目前广泛使用的锂离子电池来说，电池时间短、续航时间长是所有人的希望。最近，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和斯坦福大学的研究人员合作开发了一种新的X射线显微镜(STXM)技术，可以仔细观察锂离子电池充放电过程中的粒子活动，这可能有助于开发性能更强的锂离子电池。
研究小组在最近一期《科学》杂志上发表了一篇论文，称他们利用伯克利实验室的先进设备光源，专门设计并制作了一个用于液体电化学X射线显微镜的纳米光学平台，可以一次展开30个粒子的光学。研究人员表示，与过去使用的入射电子显微镜(TEM)相比，新平台具有更大的视野和更强的穿透性，允许用户动态仔细地观察一些化学特异性变化。利用这个平台，研究小组仔细观察并光学记录了磷酸铁锂颗粒在充放电过程中的活动模式，详细记录了颗粒的化学组成和化学反应速率的演变过程。
他们发现粒子表面的电池过程分布不均匀，不会随着时间的推移而变坏。理论上，使用电池时，理想情况是带正电的锂离子均匀分布在电极表面，但实际上这种情况很难频繁出现，尤其是电池老化后。研究人员回应说，新的技术平台使他们能够在中尺度上发展关于电池动态活动的动态光学，这是困难的，但却是最重要的。利用这项技术，他们有能力动态分析粒子化学组成和电流密度的变化，研究电池的充放电过程，展现单个电池粒子内部电化学反应的光学性质，这对于更好地解释电池机理和优化电池性能非常有帮助。
目前，研究小组正在设计一种精度更高的x光显微镜，其目标分辨率将超过1至5纳米。
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