据国外媒体报道，随着锂电池(Li-ion)的不断发展，各种便携式设备都开始采用这种电池，极大地推动了电子产品的发展。然而，传统的锂离子电池有一个固有的缺点，那就是它的液体电解质溶液，因此它并不完全适合电动汽车和其他应用。具体的缺点包括有限的耐久性、低容量和安全问题，以及诸如性和碳足迹的环境问题。幸运的是，科学家们现在正专注于能够解决这些问题的下一代解决方案:全固态电池。电池采用固体电解质，更安全，能保持更大的功率密度。
(来源:日本东京理科大学)
而全固态电池的电解质-电极界面电阻较高，降低了全固态电池的输出，阻碍了快速充电。一些科学家认为，这种高界面电阻的原因是双电层(EDL)效应，包括在与电极的界面处从电解质中收集带电离子。这个过程会产生一层正电荷或负电荷，导致排斥电荷在整个电极上以等密度积累，从而形成双层电荷。全固态电池中EDL的检测问题是传统的电化学分析方法无法解决的。
在日本东京理科大学，由副教授特鲁Higuchi领导的科学家发明了一种新方法来评估全固态电池固体电解质中的EDL效应，从而解决了上述问题。
新方法围绕由氢化金刚石和固体锂基电解质制成的场效应晶体管(FET)展开。FET是一种三端晶体管，其中源极和漏极之间的电流可以通过向栅极施加电压来控制。借助于在FET的半导体区域中产生的电场，该电压可以控制电子或空穴(带正电荷的“电子空位”)的密度。通过利用这些特性，并使用化学惰性的金刚石通道，科学家们排除了影响通道导电性的化学氧化还原效应，并发现由于EDL效应积累的静电荷是必要的原因。
因此，科学家们测量了金刚石电极上的霍尔效应，它只对材料表面的带电载流子敏感。科学家使用不同类型的锂基电解质，研究它们的成分如何影响EDL。经过分析，科学家发现了EDL效应的一个重要方面，即该效应由界面附近的电解质成分决定(约5纳米厚)。如果电解质材料允许电荷补偿氧化还原反应发生，则EDL效应可以被大大抑制。Higuchi说:“我们的新技术已被证明有助于揭示固体电解质界面附近EDL益处的各个方面，并阐明界面特性对全固态锂离子电池和其他离子设备性能的影响。”
目前，该团队计划利用这种方法分析其他电解质材料中的EDL效应，希望找到降低下一代电池界面电阻的线索。Higuchi说:“我们希望这种方法能有助于未来高性能全固态电池的开发。”此外，这种方法还可以更好地了解EDL，从而加速电容器、传感器、存储器和通信设备的发展。据国外媒体报道，随着锂电池(Li-ion)的不断发展，各种便携式设备都开始采用这种电池，极大地推动了电子产品的发展。然而，传统的锂离子电池有一个固有的缺点，那就是它的液体电解质溶液，因此它并不完全适合电动汽车和其他应用。具体的缺点包括有限的耐久性、低容量和安全问题，以及诸如性和碳足迹的环境问题。幸运的是，科学家们现在正专注于能够解决这些问题的下一代解决方案:全固态电池。电池采用固体电解质，更安全，能保持更大的功率密度。
(来源:东京……日本理科大学)
而全固态电池的电解质-电极界面电阻较高，降低了全固态电池的输出，阻碍了快速充电。一些科学家认为，这种高界面电阻的原因是双电层(EDL)效应，包括在与电极的界面处从电解质中收集带电离子。这个过程会产生一层正电荷或负电荷，导致排斥电荷在整个电极上以等密度积累，从而形成双层电荷。全固态电池中EDL的检测问题是传统的电化学分析方法无法解决的。
在日本东京理科大学，由副教授特鲁Higuchi领导的科学家发明了一种新方法来评估全固态电池固体电解质中的EDL效应，从而解决了上述问题。
新方法围绕由氢化金刚石和固体锂基电解质制成的场效应晶体管(FET)展开。FET是一种三端晶体管，其中源极和漏极之间的电流可以通过向栅极施加电压来控制。借助于在FET的半导体区域中产生的电场，该电压可以控制电子或空穴(带正电荷的“电子空位”)的密度。通过利用这些特性，并使用化学惰性的金刚石通道，科学家们排除了影响通道导电性的化学氧化还原效应，并发现由于EDL效应积累的静电荷是必要的原因。
因此，科学家们测量了金刚石电极上的霍尔效应，它只对材料表面的带电载流子敏感。科学家使用不同类型的锂基电解质，研究它们的成分如何影响EDL。经过分析，科学家发现了EDL效应的一个重要方面，即该效应由界面附近的电解质成分决定(约5纳米厚)。如果电解质材料允许电荷补偿氧化还原反应发生，则EDL效应可以被大大抑制。Higuchi说:“我们的新技术已被证明有助于揭示固体电解质界面附近EDL益处的各个方面，并阐明界面特性对全固态锂离子电池和其他离子设备性能的影响。”
目前，该团队计划利用这种方法分析其他电解质材料中的EDL效应，希望找到降低下一代电池界面电阻的线索。Higuchi说:“我们希望这种方法能有助于未来高性能全固态电池的开发。”此外，这种方法还可以更好地了解EDL，从而加速电容器、传感器、存储器和通信设备的发展。
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