機動性的未來是電動汽車，卡車和飛機。但是，單一電池設(shè)計無法為未來提供動力。甚至您的手機和筆記本電池也有不同的要求和不同的設(shè)計。在接下來的幾十年中，我們將需要使用的電池必須針對其特定用途進行量身定制。

這意味著要盡可能準確地了解每種電池內(nèi)部發(fā)生的情況。每個電池的工作原理都是相同的：離子是帶電荷的原子或分子，它們通過稱為電解質(zhì)的物質(zhì)將電流從陽極帶到陰極，然后再返回。但是數(shù)十年來，它們在液體或固體中穿過材料的精確運動一直困擾著科學家。確切了解不同類型的離子如何在不同類型的電解質(zhì)中運動，將有助于研究人員弄清楚如何影響該運動，從而制造出最適合其特定用途的充電和放電電池。

在一項突破性發(fā)現(xiàn)中，一組科學家證明了多種技術(shù)的結(jié)合，可精確測量流過電池的離子。這些研究人員使用美國能源部(DOE)阿爾貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)的美國能源部(DOE)科學用戶設(shè)施辦公室的高級光子源(APS)，不僅可以觀察電池在運行中的狀態(tài)，可以實時測量反應(yīng)，還可以使用不同類型的電池開啟了類似實驗的大門。

研究人員與由阿貢(Argonne)領(lǐng)導(dǎo)的DOE能源創(chuàng)新中心聯(lián)合儲能研究聯(lián)合中心(JCESR)共同研究了這一結(jié)果。研究小組的論文詳細介紹了通過聚合物電解質(zhì)移動的鋰離子的速度，該論文發(fā)表在《能源與環(huán)境科學》上。

德國帕德博恩大學教授，論文的第一作者漢斯-喬治·施泰因呂克說：“這是測量速度和濃度，然后將它們與理論進行比較的不同實驗方法的結(jié)合。” “我們證明了這是可能的，現(xiàn)在我們將在性質(zhì)不同的其他系統(tǒng)上執(zhí)行它。”

這些方法是在APS的射線線8-ID-I處執(zhí)行的，其中包括使用超亮X射線來測量穿過電池的離子的速度，并同時測量電解質(zhì)中離子的濃度。電池電量耗盡。然后，研究小組將其結(jié)果與數(shù)學模型進行比較。他們的結(jié)果是一個非常精確的數(shù)字，表示離子所攜帶的電流，這就是所謂的傳輸數(shù)。