Ein Team des Korea Advanced Institute of Science and Technology hat herausgefunden, warum manche Batterietests im Nanomaßstab ein Signal zeigen können, das nach Ionenbewegung aussieht, obwohl sich gar keine Ionen bewegen. Das irreführende Signal kann von einer unebenen Materialoberfläche stammen.
Die Forschenden untersuchten eine ionisch inaktive Siliziumprobe mit kleinen Gräben und prüften denselben Effekt anschließend an einer Graphitanode und an einem Natrium-Festelektrolyten. Veränderungen der Oberflächenhöhe veränderten den Kontakt zwischen der Mikroskopspitze und der Probe und erzeugten Signale, die einem Ionentransport ähnelten.
Das Team nutzte einen Kühl-Querschnittspolierer, um die Oberflächen von Batteriematerialien zu glätten. Nach dem Polieren verschwanden die ungewöhnlich starken Signale an den Grenzen zwischen winzigen Kristallen. Das zeigt, dass die Rauheit der Oberfläche die Illusion erzeugt hatte.
Verlässlichere Messungen könnten Forschenden helfen zu verstehen, wie sich Ionen durch Lithium-Ionen-, Festkörper- und Natrium-Ionen-Batterien bewegen. Dieses Wissen könnte künftige Entwürfe für Batterien unterstützen, die schneller laden und länger halten. Die Studie erschien in Small Methods.
