研究人员与联合储能研究中心(JCESR)合作获得了这一结果，详细描述了锂离子通过聚合物电解质的速度。在这个实验中，研究小组使用固体聚合物电解质来代替锂离子电池中广泛使用的液体电解质。杜弗兰说:“通过APS升级，我们可以将动态研究过程推进到比微秒更好的水平。

未来的交通工具主要包括电动车、卡车和飞机，但单电池设计显然不能满足复杂的需求。未来几十年，可能需要根据具体用途定制电池，所以需要尽可能准确地了解各种电池的内部状态。

每个电池的工作原理都是一样的，BSP772T就是离子(即带电的原子或分子)通过电解质把电流从负极传到正极，然后再传回来。通过准确理解不同离子在不同类型电解质中的运动方式，研究人员可以找到改变这种转移模式的方法，从而制造出最适合特定应用的充放电电池。

据国外媒体报道，在一项突破性的发现中，科学家们结合各种技术来精确测量电池中运动的离子。利用阿贡国家实验室的先进光子源(APS)，研究人员不仅可以观察电池运行时的内部状态，实时测量反应过程，还可以为不同类型电池的类似实验打开大门。

研究人员与联合储能研究中心(JCESR)合作获得了这一结果，详细描述了锂离子通过聚合物电解质的速度。德国帕德博恩大学(PaderbornUniversity)首席研究员兼教授汉斯-格奥尔格斯特吕克(Hans-GeorgsteinRuck)表示:“通过结合不同的实验方法来测量速度和注意力，并将它们与理论数据进行比较，我们已经证明了它的可能性。现在我们将在其他具有不同属性的系统上进行测量。”

这些测量是在APS的8-ID-I束线上进行的，包括用超亮X射线测量离子通过电池的速度和测量模型电池放电时电解液中的离子浓度。研究小组随后将结果与数学模型进行了比较，得到了一个极其精确的数字，即离子电导率(代表离子携带的电流)。

本质上，离子迁移数是带正电荷的离子相对于总电流所携带的电流量。研究小组计算出的数字约为0.2。研究人员说，这种测量离子运动的新方法非常敏感，因此结论不同于其他方法。伦敦大学的迈克尔·托尼教授说:“传统的方法是通过分析电流来测量离子电导率。然而，目前还不清楚这些电流中有多少是由锂离子产生的，有多少是由你不想在分析中看到的其他因素引起的。原理很简单，但我们必须进行精确的测量。这是概念项目的真实证明。”

在这个实验中，研究小组使用固体聚合物电解质来代替锂离子电池中广泛使用的液体电解质。这是因为聚合物不可燃且更安全。其中一位研究人员VenkatSrinivasan说，过去在研究电池内部工作原理时，最好的方法是给电池送去电流，然后进行分析。现在，科学家可以实时跟踪离子的运动，并找到改变运动状态的机会，以满足电池的设计要求。他说:“在过去，我们必须连接这些点。现在我们可以直接、清晰地探测离子。”

来自阿尔贡x光科学部的物理学家埃里克·杜弗兰(EricDufresne)表示，在这个实验中，研究小组可以利用APS提供的相关性，以每秒仅几纳米的速度获得结果。“这是一项非常彻底和复杂的研究，以一种新颖的方式结合x光技术不仅是这方面的一个好例子，也是朝着开发未来应用迈出的一步。”

杜弗兰和他的同事指出，只有APS升级了电子储存环，实验才能进行得更好，APS产生的X射线亮度才能提高500倍。杜弗兰说:“通过APS升级，我们可以将动态研究过程推进到比微秒更好的水平。我们将聚焦光束，对较厚的材料进行更精细的测量。这次升级将为我们提供独特的能力，这样我们就可以进行更多类似的实验。”

研究小组表示，下一步将分析更复杂的聚合物和其他材料，最后转向液体电解质的研究。托尼希望探索其他类型材料的离子，如钙和锌。为了达到为特定应用设计电池的最终目的，对各种材料进行测试具有重要意义。斯里尼瓦桑说:“如果我们想制造高能量、快速、安全和耐用的电池，我们需要更多地了解离子运动和电池的内部情况，并利用这些知识设计新材料。”