2020年1月,欧洲加速器光子源联盟(LEAPS)发布《电池挑战-LEAPS在欧洲电池2030路线图中的位置》,阐述了加速器光源等重大科技基础设施在解决电池挑战上的重要独特价值 。
解决当前的电池挑战需要从理论、模拟、生产3个方面协同努力,需要在从亚微米到毫米的空间尺度上、从飞秒到小时的时间范围内,对复杂的电子、电化学现象和物理现象进行关联研究;需要探索电池内部颗粒大小和形状、界面结构、化学作用在电池性能控制上所起的作用等。因此,必须加强对电池的表征能力,包括结合光谱学、衍射、成像和层析成像等手段,实现对化学反应和原子级别的分辨成像,研究原子缺陷、电池杂质积累、裂纹发展和扩展等。
LEAPS的X射线设施提供了全球最强大、独特的平台,可以应对电池表征方面的所有重大挑战,凭借高度聚焦和相干的X射线光束,能够实现对样品的纳米到亚微米级空间分辨率的3D成像;利用X射线源的亮度和强度,可实现高通量、飞秒级时间分辨成像。
因此,LEAPS呼吁同欧洲高性能计算中心、电池处理实验室等设施协同努力,加强欧洲主要工业利益相关者之间的协调,将LEAPS的设施纳入泛欧洲的电池挑战工作中,将这些设施作为未来电池研究的分析基础。