全电池结构示意图和实际电池的横截面微观图像
桑迪亚国家实验室的研究已经确定了在小型电子设备中提高固态锂离子电池性能的一个主要障碍:锂离子在电池界面上的流动。
桑迪亚为期三年的实验室指导研究和发展项目研究了纳米级化学固态电池，专注于电极和电解质接触的区域。大多数商业锂离子电池固态电池包含一个液体电解质和两个固体电极，但是固态电池却有一个固体电解质层，这使得它们的使用寿命更长，操作更安全。
Sandia的物理学家Farid El Gabaly说:“这项工作的潜在目标是使固态电池更高效，并改善不同材料之间的界面。”“在这个项目中，所有的材料都是固体的;我们没有液体-固体接口就像传统的锂离子电池。”
这项研究发表在纳米快报论文题目为“非法拉第Li+在固态电池界面上的迁移和化学配位”。作者包括Sandia博士后科学家Forrest Gittleson和El Gabaly。这项工作由实验室指导研究和发展计划提供资金，能源部科学办公室提供补充资金。
埃尔·加巴利解释说，在任何锂中电池在美国，当锂充电和放电时，它必须在一个电极和另一个电极之间来回移动。然而，锂离子在所有材料中的迁移率并不相同，材料之间的界面是主要障碍。
加速交叉路口
El Gabaly将这项工作比作如何让交通快速通过繁忙的十字路口。
他说:“对我们来说，我们正在努力减少两种材料交汇处的交通堵塞。”
埃尔加巴利将电极-电解质界面比作高速公路上的收费站或合并。
他说:“我们本质上是拿走了现金过路费，说每个人都需要走快车道，所以你是在平滑或消除减速。”“当你改善了界面的流程，你就有了合适的基础设施，让车辆轻松通过。你仍然需要付费，但这比人们在手套箱中寻找硬币更快、更有控制。”
他解释说，在固态电池中有两个重要的界面，阴极-电解液结和电解液-阳极结。两者都可能决定满电的性能极限。
Gittleson补充道:“当我们发现其中一个瓶颈时，我们会问，‘我们能修改它吗?’然后我们尝试改变界面，使化学过程随着时间的推移更加稳定。”
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