福大學(xué)助理教授WilliamChueh說：'我們使用了來自加速器的非常強(qiáng)大的X射線，我們正在使用這些X射線來觀察這些單獨的納米顆粒。“我們最初的期望是鋰只在某些方向上移動。我們實際看到鋰的走向是不符合我們原先理解的方向。該研究利用斯坦福大學(xué)SLAC國家加速器實驗室的設(shè)施，讓科學(xué)家團(tuán)隊在納米尺度上研究電池的工作細(xì)節(jié)。Chueh博士詳細(xì)闡述了這一現(xiàn)象，并解釋說以前的理論沒有說明液體如何與固體相互作用。他說：“有點像太空，我們考慮粒子在真空中的表現(xiàn)，但電池內(nèi)部不是真空的，它充滿了液體。”該團(tuán)隊相信他們將能夠通過改變運輸路徑來解決這個缺陷，并在未來開發(fā)出更耐用的電池。

那么問題來了，鋰離子電池究竟如何工作？

實際上，鋰離子電池通過將電子從電池的一端“移動到另一端”來存儲和釋放能量。我們可以利用來自那些移動電子的能量來為我們工作，比如為鉆機(jī)提供動力一樣。

電池的這兩個“端”稱為電極。一個稱為陽極，另一個稱為陰極。通常，陽極由碳制成，陰極由稱為金屬氧化物的化合物制成，如氧化鈷。

最終的電池成分稱為電解質(zhì)，它位于兩個電極之間。在鋰離子電池的情況下，電解質(zhì)是含有鋰離子的鹽溶液。鋰電池也因此得名。將電池放入設(shè)備時，帶正電的鋰離子會被吸引并向陰極移動。一旦陰極被這些離子轟擊，陰極就會比陽極充電更多，這會吸引帶負(fù)電的電子。隨著電子開始向陰極移動，我們迫使它們穿過我們的器件并利用電子流向陰極的能量來產(chǎn)生電能。你可以把它想象成水輪，除了在這里不是水流動，而是電子流動。

鋰離子電池特別有用，因為它們是可充電的。當(dāng)電池連接到充電器時，鋰離子以與以前相反的方向移動。當(dāng)它們從陰極移動到陽極時，電池恢復(fù)供另一次使用。與其他電池相比，鋰離子電池每單位重量也可以產(chǎn)生更多的電力。這意味著鋰離子電池可以存儲與其他電池相同的功率，但可以在更輕更小的體積中實現(xiàn)。

簡單來講，電池由三個部件組成：正電極，負(fù)電極和電解質(zhì)。當(dāng)電池正在充電時，鋰離子從正電極中提取并通過晶體結(jié)構(gòu)和電解質(zhì)移動到負(fù)電極，在那里它們被存儲下來。此過程發(fā)生得越快，電池充電的速度就越快。制造電池的材料會嚴(yán)重限制該速率。石墨是負(fù)極的常用材料，因為它能很好地接受正離子并具有高能量密度。