Det mest detaljerede røntgenbillede af batterier har endnu ikke afsløret, hvorfor de stadig ikke er gode nok

Billederne, der er taget ved hjælp af en ny teknik kaldet ptychography, viser batteriernes interne struktur i hidtil uset detalje. Dette har gjort det muligt for forskere at identificere flere faktorer, der begrænser batteriets ydeevne, såsom dannelsen af ​​dendritter og væksten af ​​fast-elektrolyt interfase (SEI) lag.

Dendritter er nålelignende krystaller, der kan vokse på overfladen af ​​batterielektroder og forårsage kortslutninger. SEI-lag er tynde film, der dannes på overfladen af ​​batterielektroder og kan forhindre dem i at komme i kontakt med elektrolytten.

De nye billeder viser, at dendritter og SEI-lag kan dannes i batterier selv under ideelle forhold. Dette tyder på, at disse problemer er iboende i den måde, batterier fungerer på, og at de ikke kan elimineres fuldstændigt.

Billederne giver dog også indsigt i, hvordan dendritter og SEI-lag kan minimeres. Forskerne fandt for eksempel ud af, at dendritdannelsen kan reduceres ved at bruge en tyndere elektrolyt og ved at tilsætte visse tilsætningsstoffer til elektrolytten. SEI lagvækst kan reduceres ved at bruge et mere stabilt elektrodemateriale.

De nye resultater kan føre til udviklingen af ​​bedre batterier, der er kraftigere og holder længere.

Forskningen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Materials.