研究人員表示，聲波能夠穿過固體材料，通過聲音振動可以揭示離子帶電荷的原子或分子如何通過晶格移動，以及它們?nèi)绾卧陔姵氐墓ぷ髟?。而聲波的?yīng)用能加速鋰電池的發(fā)展。
聲波是依賴于振動，可通過鋰離子導(dǎo)體晶格移動的方式理解，其與離子遷移相關(guān)聯(lián)。通過該方法發(fā)現(xiàn)具有增強(qiáng)離子遷移性的新材料，能允許電池快速充電和放電。同時(shí)，聲波振動也可以降低材料與電池電極的反應(yīng)性，增加使用壽命。
Keck能源教授Shao-Horn說，最初的想法用聲波來了解和控制催化水分解，并將其應(yīng)用于離子傳導(dǎo)，這一過程不僅是可充電電池的核心，而且也是其他應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。
傳統(tǒng)鋰電池的電解質(zhì)是以液體形式存在，其易燃，甚至?xí)?dǎo)致電池著火?？梢岳寐暡▽ふ乙粋€(gè)可靠的材料來取代鋰鹽將消除這個(gè)問題。目前，使用固態(tài)電解質(zhì)不僅與正極和負(fù)極接觸面積小，而且相當(dāng)?shù)牟环€(wěn)定。因此，尋找既具有高離子電導(dǎo)率又具有穩(wěn)定性的新的固體離子導(dǎo)體是至關(guān)重要的。
Shao-Horn表示，觀察固體材料的晶格性質(zhì)是很重要的。這決定了諸如熱波和聲子之類的振動是如何通過材料的，并能準(zhǔn)確地預(yù)測材料的實(shí)際性能。實(shí)驗(yàn)證明，晶格特性與鋰離子導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性之間具有良好的相關(guān)性。研究員也發(fā)現(xiàn)，鋰的振動頻率本身可以通過調(diào)整晶格結(jié)構(gòu)、使用化學(xué)取代或摻雜劑來微妙地改變原子的結(jié)構(gòu)排列來進(jìn)行微調(diào)。
研究人員表示聲波振動能很好的用于開發(fā)新型材料，從而可以大幅度提高儲鋰空間與安全性能。
