瑞典查尔姆斯理工大学的电池研究人员创建了锂金属电池循环时的实时 3D 图像。这一发现确实令人着迷。但它可以为这一领域的新机遇打开大门。目标是了解电池循环的确切机制和现象。这就是我们如何能够制造出容量更高的电池，并确保在我们未来的设备、电动汽车等中更安全地使用。

很明显，锂离子电池是当今的常态。但他们能做的有限。因此人们正在探索可以替代它们的其他概念。而锂金属电池就是其中之一。考虑了几个因素：成本(环境和财务)、能量密度和安全性。其他有前途的替代品是固态电池、锂硫电池和锂氧电池。

所有这些概念都基于相同的想法，即电池阳极将由锂金属组成，而不是当今电池中使用的石墨。以锂金属为阳极的电池重量更轻，可以使用高容量阴极材料。这导致实现三到五倍能量密度的可能性。

当然，锂金属电池并不是奇迹般的解决方案——它们有一个关键问题：在充电或放电时，锂并不总是按其应有的方式沉积，平坦而光滑。它通常形成苔藓微结构或树突，它们是长针状结构。这就是部分沉积的锂会变得孤立然后失去活性的原因。如果枝晶到达另一个电池电极，就会发生短路。这就是为什么必须深入了解这些结构如何、何时以及为何形成的原因。

Chalmers 研究了这项新研究的主要作者 Matthey Sadd，他说，“为了能够在下一代电池中使用这项技术，我们需要了解电池如何受到电流密度、电解质选择和循环次数等因素的影响。现在我们有了这样做的工具。”

那么，研究人员是如何第一眼看到电池的呢?在瑞士苏黎世郊外的 Swiss Light Source，该团队准备了一个特别设计的电池，并通过 X 射线断层扫描显微镜实时和 3D 观察其内部工作情况。据该团队称，至少就他们所知，到目前为止还没有人能够做到这一点。

查默斯大学物理系教授亚历山大·马蒂奇 (Aleksandar Matic) 将第一次看到内部运作描述为一个神奇的时刻。特别是因为它发生在第一次尝试中。他甚至将其比作登月计划。你可以想象这一发现对电池未来的重要性，所以当然，团队很兴奋，因为他们已经为这一成就努力了很长时间。

“下一步是什么?” ，你可能想知道。研究团队的目标是在其他电池概念上测试该技术，例如我上面提到的那些。此外，它希望必要的成像技术能够在离他们家更近的地方使用，例如，在瑞典 MAX IV 实验室，这是一个进行高级 X 射线实验的国家研究机构。