佛罗里达州立大学和康奈尔大学一个研究小组发现，由廉价而安全的部件制成的电池，其电池能效是目前最先进锂离子电池的三到四倍，其研究发表在《自然通讯》上。法姆-佛罗里达州立大学工程学院的博士后研究员Nijamudheen和康奈尔大学的博士生Snehashis Choudhury，以及这两所大学的教职员工，开始了一项雄心勃勃的研究，研究是什么阻碍了目前的电池设计，以及如何改进它。

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如果我们看一下电池成本随时间的变化，就会发现这个矢量一直在上升，这并不奇怪，广泛采用电池技术需要更低的成本。为了降低这些成本，研究人员解决了几个与电解质有关的具体问题。电解质是电池结构的关键部分，可以促使离子从一个电极向另一个电极的移动。研究小组开始研究电解质在电池电极上降解的化学过程，研究人员不仅发现了电解质降解的机制，还发现了多种解决方法，发现控制负极形成的相间离子特性是关键。

然而，尽管这一过程产生的某些聚合物会阻止离子到达电极，但其他聚合物已被证明在延长电池寿命方面有效。在掌握了聚合计算之后，研究人员开始研究聚合过程不会影响电池性能的其他类型电解质。通常，锂电池是由有机碳酸盐电解质制成，但这些电解质高度易燃。因此，为降低热失控和电池火灾风险，必须使用昂贵的热调节基础设施来提供过热电池单元的冷却。相反，研究人员测试了一种不易燃的稳定电解质锂硝酸盐电解质。利用这种电解质，研究人员开始在固态电解质间相(SEI)上进行实验。

SEI是由于电解液分解而形成的一层保护层，通常在电池的第一个周期。法姆-佛罗里达大学工程学院的助理教授门多萨-科尔特斯说：一旦有了一个好的SEI，就有了一个好的电池，研究的想法是找到一种电解质和溶剂，可以形成一种稳定的SEI。研究人员利用牺牲盐或通过电解质引入的分子物种，在电池中自然形成一种新型SEI。还引入了链转移剂(一串分子)，与二甘醇相互作用，形成一个屏蔽层，保护带负电荷的电极不被降解。

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为了评估设计的有效性，研究团队对电池的使用能力进行了一系列的实验，然后再充电。发现，这种电池可以循环大约2000次，远高于传统的300到500次充电，而传统充电周期与大多数锂离子电池有关。通过这个过程，可以获得这种系统前所未有的效率，研究改进了SEI。这将意味着更持久的电力供应，有很大的潜力。