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电池电极材料NaFePO虽然脆4.当离子在充放电过程中合并时，会大大膨胀和收缩。麻省理工学院蒋教授周围的一个研究小组发现，玻璃相的出现是这个谜团的答案。
在微观层面上，当你给电池充电或放电时，会发生很多事情。被称为带电原子和分子离子，在电池电极之间行进。一旦到达电极，离子通常掺入电极材料中，该过程称为夹层．对于电极材料，这意味着它必须膨胀以适应离子。当离子离开时，电极再次收缩到其先前的尺寸。
在充电和放电循环过多后，改变体积的应变会对材料变得过多。然后，电极材料破坏并使电池失效。然而，一些脆性材料可以用作电极材料，欧洲杯足球竞彩目前还不清楚，为什么。
紊乱而不是打破
现在，麻省理工学院、南丹麦大学、莱斯大学和阿贡国家实验室合作的研究人员可能已经找到了磷橄榄石材料的答案。更具体地说，他们研究了化学式为NaFePO的磷酸铁钠4.．该化合物是正电极的潜在候选者，称为正电极阴极sodium-ion-batteries。
麻省理工学院(MIT)教授蒋yet - min和研究生项凯(Kai Xiang)、邢文婷(Wenting Xing)发现，尽管体积变化很大，但玻璃相可以防止材料开裂。这项研究结果最近发表在《科学》杂志上，它为使用最初被丢弃的材料设计新型电池开辟了道路欧洲杯足球竞彩纳米快报[1]。
NaFePO4.是一种脆性材料，在受到机械应力时容易裂缝。但是，当用作电池材料时，它可以设法适应其尺寸的快速变化，该尺寸大至17％。“我们知道这样的脆性化合物通常会骨折，少于一个百分比的体积变化”。那么，磷光体 - 橄榄石化合物如何做到？蒋介绍：“我们发现水晶放弃并形成了无序的玻璃”。
换句话说，材料改变了其结构。在离子插入之前，Nafepo的阶段4.是结晶，其原子以规则的图案整齐地排序。
当越来越多的离子合并(或插入)时，迄今为止，科学家们相信会形成一种不同的晶体相，为离子提供更多的空间。与此相反，蒋和他的同事们观察到另一种不同的阶段是没有任何秩序或规则模式的。这样的相称为非晶态或玻璃状。
回顾电池材料欧洲杯足球竞彩
这些发现是“一项开创性的贡献，它将电池电极的电化学、力学和晶体学方面联系起来”，斯坦福大学的助理教授William Chueh如是说，他活跃在材料科学领域，但没有参与这项研究。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
蒋怀疑相变机制也适用于类似的化合物。此外，他指出，他们可能已经找到了“创造可能对电池有用的玻璃材料的新方法”。欧洲杯足球竞彩
这一新一代电池可能表现出较长的寿命，因为含有玻璃状的组成，体积变化速度较慢而不是快速。谢恩教授Chueh教授补充说，发现“可能导致科学家们在充电和放电期间由于大的体积变化而导致的电池材料不可用。”欧洲杯足球竞彩
蒋也可以考虑其他可能的未来应用，例如机器人执行器或泵，用于从可植入装置中递送药物。研究团队现在试图找到综合橄榄石化合物的更简单的方法。他们还需要研究对非晶相的相转变是类似的结晶材料的一般性质。欧洲杯足球竞彩
引用:
[1] K. Xianget al。(2017)在电池电极中适应高转化应变
通过形成纳米级中间阶段：Olivine Nafepo的Operando调查4.．纳米列托人．17：1696，DOI：10.1021 / ACS.NANOLETT.6B04971。
[2] D. L. Chandler (2017) How some battery materials expand without cracking, Phys.org, available at: https://phys.org/news/2017-04-battery-materials.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter (assessed on 13/04/2017).
[3]图像信用：shutterstock.com/sdcoret
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