美国科学家正在创造锂电池的替代品，原子无序岩盐结构电池成候选

今天的第三篇专业内容和电池有关，美国某国家实验室科学家们利用锂钒氧化物的中子散射表征技术后发现这种材料可以快速充放电，这种材料的结构类似于食盐，但原子排列更为随机。科学家称之为无序岩盐结构。在测试过程中，该材料不仅阻止了枝晶生长，它还可以在20秒内提供40%以上的能量，研究表明，由于岩盐电极可以循环两个锂离子进出其晶体结构中的空位，所以会发生快速充电和放电。锂离子电池完全充电可能需要几个小时，即使是那些用来为手机和笔记本电脑等小型设备供电的电池。主要原因是大多数设备及其充电器故意充的慢慢，然后以可控的速率为电池充电。缓慢充电有助于防止锂电池枝晶结构生长，从而穿透电池的保护层。失去这一保护层可能导致严重的反应，如火灾。

由大学和国家实验室科学家组成的团队合作研究，他们在某国家实验室的VULCAN仪器上对一种新材料锂钒氧化物进行了操作数中子衍射测量，该材料具有无序岩盐晶体结构，用作锂离子电池的阳极。这项研究试图了解当电池以不同速率经历充电/放电循环时，岩盐离子的行为。中子可以很容易地追踪材料内部的锂离子和氧原子，VULCAN仪器可以精确地测量充电/放电循环期间的结构变化。除了中子测量，科学家们还在另一个国家实验室的先进光子源设施中进行了电池性能评估，最后美国国家能源研究科学计算中心还和某大学合作进行了计算能力的理论和建模方面进行了X射线研究。这种新材料展示了许多理想的储能性能，包括电动汽车、电动工具、电动滑板车和其他应用所需的快速充电/放电和高储能容量。这项研究表明，具有岩盐结构的材料可以取代锂离子电池中常用的电极材料石墨。