Анализируя данные рентгеновских снимков, исследователи из Массачусетского технологического института, Стэнфордского университета, Национального ускорителя SLAC и Исследовательского института Toyota сделали важные новые открытия о реакционной способности фосфата железа лития, материала, используемого в аккумуляторах для электромобилей и в других перезаряжаемых батареях.

Новый метод выявил несколько ранее невозможных явлений, включая различия в скорости реакций интеркаляции лития в разных областях наночастицы фосфата железа лития.

Наиболее важный практический вывод, сделанный в статье, — что эти различия в скорости реакции коррелируют с различиями в толщине углеродного покрытия на поверхности частиц, — может привести к повышению эффективности зарядки и разрядки таких аккумуляторов.

«Из этого исследования мы узнали, что именно интерфейсы действительно управляют динамикой батареи, особенно в современных батареях, изготовленных из наночастиц активного материала. Это означает, что наше внимание действительно должно быть сосредоточено на разработке этого интерфейса», — говорит Мартин Базант, профессор химической инженерии E.G. Roos и профессор математики Массачусетского технологического института, который является старшим автором исследования.

Этот подход к раскрытию физики, лежащей в основе сложных узоров на изображениях, также может быть использован для получения информации о многих других материалах, не только о других типах батарей, но и о биологических системах, таких как делящиеся клетки в развивающемся эмбрионе.

«Что я нахожу наиболее захватывающим в этой работе, так это возможность делать снимки системы, в которой формируется определенный шаблон, и изучать принципы, которые этим управляют», — говорит Базант.