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确定锂离子在新型固态电解质中的位置，从而改进电池
最近发表在《科学》杂志上的研究介绍了一种有前途的固体电解质材料，它可以提高下一代锂电池的性能，特别是在较低温度下。伊利诺伊理工学院 (Illinois Tech) 化学研究教授 James Kaduk 是这篇论文的合著者，他为这项研究贡献了一项关键发现：确定锂原子在晶体结构中的位置。
来源:英国物理学家网首页最近发表在《科学》杂志上的研究介绍了一种有前途的固体电解质材料，它可以提高下一代锂电池的性能，特别是在较低温度下。伊利诺伊理工学院 (Illinois Tech) 化学研究教授 James Kaduk 是这篇论文的合著者，他为这项研究贡献了一项关键发现：确定锂原子在晶体结构中的位置。
这篇题为“阴离子亚晶格设计使晶体卤氧化物具有超离子导电性”的论文描述了一种称为氯氧化钽锂（LTOC）的新材料，其高离子电导率和低活化能（即使在寒冷条件下）也可以促进高性能固态电池的开发。
锂是最轻的金属，由于其离子易于移动，可以有效地储存和释放能量，因此被广泛用于电池中。了解锂离子如何穿过这种新材料对于解释 LTOC 异常强劲的性能至关重要。
定位锂原子的挑战
“我的贡献很小，但最终很有用，”卡杜克说。 “真正让我兴奋的是找出原子的位置。”
Kaduk 的任务并不简单。他经常使用的绘制原子结构图的主要工具——X射线衍射——在检测氢和锂等较轻元素时遇到困难，特别是当它们被钽等较重元素包围时。
“由于 X 射线会散射电子，因此只有三个电子的锂特别难以找到，”Kaduk 说。
卡杜克没有尝试直接找到锂原子，而是采用了间接方法，寻找这些原子可能存在的空白空间。由于原子不能重叠，一旦知道较重原子的位置，卡杜克就可以找到它们之间的小间隙，这些间隙足够大以容纳锂离子。