在可充电电池中，在放电过程中，电解液将锂离子从负极输送到正极。离子流动路径在充电过程中发生逆转。商用锂离子电池中的有机液体电解质易燃易泄漏，大规模应用存在潜在问题。相比之下，固体电解质可以克服这些挑战，但它们的离子电导率通常很低。
现在，由能源部橡树岭国家实验室领导的一个团队已经使用最先进的显微镜来识别一个以前未被发现的特征，大约50亿分之一米(纳米)宽，在固体电解质中。实验验证了该特性对快速的重要性离子传输，并用理论证实了观察结果。研究人员报告的新机制先进能源材料提出了高导电固体电解质设计的新策略。
“固体电解质是实现安全、大功率、高能固态电池的最重要因素之一，”第一作者、主持这项研究大部分实验的橡树岭国家实验室的马程说。“但目前低导电性限制了它的应用。”
该研究的资深作者、俄勒冈州国家实验室的Chi miafangang说:“我们的工作是基础科学，重点是如何促进固体中的离子传输。这对快速离子导体的设计很重要，不仅对电池，对其他能源设备也是如此。”其中包括超级电容器和燃料电池。
直接观察原子的排列固态电解质，研究人员使用校正像差的扫描透射电子显微镜来发送电子通过样品。为了用一种基本提供二维投影的方法观察三维(3D)材料中的一个极小的特征，他们需要一个非常薄的样本。为了制备这种材料，他们依赖于纳米材料科学中心的综合材料加工和表征能力，该中心是美国能源部在ORNL的科学用户设施办公室。
“通常透射电子显微镜标本的厚度是20纳米，但马友贵开发了一种方法，使标本超薄(约5纳米)，”Chi说。“这是关键，因为这样的厚度与我们最终解决的隐藏特征的大小相当。”
研究人员检查了一个名为LLTO的原型系统，LLTO是锂、镧、钛和氧构成模块的简称。在氧化物体系中，LLTO具有最高的体电导率。
了下:电容器，M2M(机器对机器)
