微小的缺陷使电池更好。

根据莱斯大学的科学家们的研究，通过对他们的缺陷的更密切关注，可以提高锂离子电池的高性能电极。

实例显示了一个缺锂相的生长（蓝色）在富锂相的费用（红色）在磷酸铁锂微柱。莱斯大学的研究人员领导了一项研究，发现锂电池中常见的正极材料的缺陷可能会使锂电池在比以前预想的更多的表面积上传输，从而提高性能。PCBA加工

实例显示了一个缺锂相的生长（蓝色）在富锂相的费用（红色）在磷酸铁锂微柱。莱斯大学的研究人员领导了一项研究，发现锂电池中常见的正极材料的缺陷可能会使锂电池在比以前预想的更多的表面积上传输，从而提高性能。由中尺度物质模拟小组提供

水稻材料科学家明堂和化学家宋金在威斯康星大学麦迪逊和林森丽在威斯康星和麻省理工学院领导的研究，结合国家的最先进的，在原位X射线显微镜和建模来洞察锂电池阴极材料的运输。他们发现，一种常见的锂离子电池正极材料，橄榄石锂铁磷酸盐，通过比原先想象的更大的表面面积释放或吸收锂离子。

唐说：“我们知道这种材料很好用，但仍有很多争论。”。“在许多方面，这种材料不应该是那么好，但不知何故超出了人们的期望。”

的原因，唐说，来自于点缺陷的原子在晶体的晶格错位称为反位缺陷。在制造过程中，这些缺陷是不可能完全消除的。他说，事实证明，它们使真实世界的电极材料与完美晶体有着非常不同的特性。

这和自然通讯论文中的其他启示可能有助于制造商开发更好的锂离子电池，为世界各地的电子设备提供动力。

电子显微镜图像显示在莱斯大学型microrod颗粒在锂离子电池LED锂运输研究。图片由林森丽和宋金/威斯康星大学麦迪逊

主要作者的研究水稻和威斯康星的李和麻省理工学院-梁虹和他们的同事与能源部布鲁克海文国家实验室的科学家利用其强大的同步辐射光源和实时观察电池内部的物质会发生什么当它正在充电。他们还利用计算机模拟来解释他们的观察结果。

唐说，一个启示是电极中的微小缺陷是一个特征，而不是缺陷。

他说：“人们通常认为缺陷对电池材料是有害的，它们破坏了电池的性能和性能。”。“随着越来越多的证据，我们认识到，有一个适当的点缺陷可以实际上是一件好事。”

在一个无缺陷、完美的磷酸铁锂阴极晶格中，锂只能朝一个方向移动，唐说。正因为如此，人们相信锂嵌入反应只发生在粒子表面的一小部分上。

但是球队做出了一个惊人的发现，李的X射线显微图像分析：表面反应对他的不完善，合成微米大侧发生，计数器的理论预测，双方将是无效的因为他们是平行于锂的感知运动。

研究人员解释说，粒子缺陷从根本上改变了电极的锂传输特性，使锂在阴极内沿一个方向跳跃。这增加了反应表面积，使锂离子在阴极和电解液之间更有效地交换。

由于这项研究的阴极是由一种典型的合成方法制成的，唐说，这一发现与实际应用密切相关。

他说：“我们所学到的东西改变了人们对锂磷酸铁粒子形状如何优化的思考。”。假设一维的锂运动，人们倾向于认为理想的粒子形状应该是薄板，因为它减少了锂在这个方向上移动的距离，同时使反应面面积最大化。但是，正如我们现在知道的，锂可以在多个方向移动，由于缺陷，设计标准，以最大限度地发挥性能肯定会完全不同。