據(jù)外媒報(bào)道，鋰離子電池可以為智能手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車等供應(yīng)動(dòng)力，而且將能量存儲(chǔ)在一個(gè)非常小的空間中。此種緊湊的設(shè)計(jì)通常是通過將電池電極的薄夾層纏繞成圓柱形得以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡姌O必須具備很大的表面積才能夠?qū)崿F(xiàn)高容量和快速充電。

（圖片來源：亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)）

德國柏林亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)（Helmholtz-ZentrumBerlin）與英國倫敦大學(xué)學(xué)院（UniversityCollegeLondon）的一個(gè)國際研究小組首次結(jié)合使用兩種互補(bǔ)的斷層掃描法，對電池充放電期間電極表面狀況進(jìn)行了研究。他們在法國格勒諾布爾的歐洲同步加速器輻射設(shè)施（ESRF）采用X射線斷層掃描，能夠分析電極的微觀結(jié)構(gòu)，并探測到充電周期中發(fā)生的變形和不持續(xù)情況。

HZB斷層掃描專家IngoManke博士表示：“另一方面，中子斷層掃描技術(shù)能夠直接觀察鋰離子的遷移，并確定電解質(zhì)在電池中的分布如何隨時(shí)間而變化。”

柏林祖斯學(xué)院（Zuse-Institut）研發(fā)了新型數(shù)學(xué)方法，讓物理學(xué)家們能夠解開電池電極，因?yàn)楹茈y對電池的圓柱形線圈進(jìn)行定量檢測。只有通過數(shù)學(xué)分析，將電極展開，才能夠得出有有關(guān)繞組各個(gè)部分的的結(jié)論。

采用此種方法可以研究圈繞式電池的特性問題，例如，內(nèi)部繞組顯示出與外部繞組完全不同的化學(xué)活性（鋰容量）。此外，電池的上部和下部也各有不同的表現(xiàn)。中子數(shù)據(jù)還可以顯示出缺乏電解質(zhì)的區(qū)域，即嚴(yán)重限制各自電極功能的區(qū)域，還可以表明，陽極并沒有平等地到處裝載和未裝載鋰。

研究人員表示：“我們研發(fā)的工藝為我們供應(yīng)了一個(gè)獨(dú)特的工具，可以讓我們在電池運(yùn)行過程中查看電池內(nèi)部情況，并分析出性能損失發(fā)生的位置和原因，讓我們能夠制定具體的策略，以改善圈繞式電池的設(shè)計(jì)。”