科学探索|研究人员揭开下一代电池电解质设计的神秘面纱研究人员揭开下一代电池电解

锂离子电池是目前的标准，它依赖于易燃的电解质，在其容量急剧下降之前只能充电约一千次。其他潜在的继任者也有自己的问题。例如，锂金属电池的寿命很短，因为当电子在锂金属电池的阳极和阴极之间穿梭时，会出现长针状的畸形，称为树枝状。
在芝加哥大学普利兹克分子工程学院诺伊鲍尔家族分子工程助理教授Chibueze Amanchukwu看来，这种棘手的化学问题可以归结为一个有缺陷且经常被忽视的过程，即现代电解质设计。

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电解液是电池内的第三个主要组成部分，一种专门的物质，通常是一种液体，它允许离子从阳极到阴极移动。然而，为了发挥作用，电解质必须表现出一长串非常特殊的属性，如适当的离子传导性和氧化稳定性，这些要求由于有数百万种潜在的化学组合而变得更加令人生畏。

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Chibueze Amanchukwu希望将尽可能多的电解质成分编入目录，使任何研究人员能够设计、合成和表征适合其需求的多功能电解质。他们把这种方法比作乐高积木，其美妙之处，就是能够用单个碎片构建不同的结构。你可以用同样的100块乐高积木来建造任何数量的结构，研究人员想用电解质做到这一点。

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为了创造他的电解质积木，Amanchukwu首先求助于档案馆。科学家们研究电解质已经有一个多世纪了，Amanchukwu和他的团队使用"自然语言处理"，一种机器学习程序，从科学文献中刮取数据。一旦发现一些有希望的化合物，研究人员就会用核磁共振（NMR）等工具对其进行合成和测试，以更好地了解其特性并进一步完善。

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【科学探索|研究人员揭开下一代电池电解质设计的神秘面纱】一旦经过测试，这些化合物就会被放入实际的电池中并再次进行研究，然后将所得数据反馈给系统。最终的结果是一个电解质成分的数据库，可以根据需要轻松地进行组合。这样一个系统将极大地加速新电池的开发，但其影响甚至会超出这个范围。