锂离子纹理移动：电动汽车充电12分钟

即使有了这些改进，扩散限制锂化似乎仍是LiFePO₄的薄弱环节，理论和计算机模型中，锂离子本该在阴极中迅速通过，但是没有！什么阻碍了它们？

MIT的另一位材料科学家Gerb Ceder致力于解决这个谜团，并证明了对于LiFePO₄有两个区域阻止锂扩散：第一个是在晶粒表面；第二个是在晶粒内部——称为体扩散。

Ceder发现离子不会陷在阴极内部，即使看起来是那样；它们实际是在阴极表面上减慢速度。为什么？因为锂嵌入LiFePO₄阴极的扩散同样不会发生在表面。FePO₄有纹理，就像木材——是各向异性的。锂离子仅沿着纹理加载。(www.xing528.com)

锂离子能够足够快地到达阴极，但是它们可能会撞到任意一边然后改变方向四处徘徊一会直到找到入口，这就占用了宝贵的时间。Ceder发现他可以通过他描述为“跑道”（racetrack）的方式帮助离子，离子可以利用这个“跑道”迅速地从它们到达阴极的任意位置直接移动到纹理正确一边的入口。这个“跑道”就是我所提到的他用以正确烘烤成蛋糕的电荷收集层。非常酷吧？

一旦他为离子画出地图，锂就会在Ceder的带有涂层的晶体上以令人难以置信的速度加载和卸载。卑微的（整车厂拒绝能量密度低的电池材料）LiFePO₄成为充电率新加冕的国王。Ceder说，其他所有事情都以正确的方式进行，该电池未来的版本的充电速度应该可以和提供果汁一样快。（给其4～5年时间生产，他在2009年说道。）他说，例如手机和笔记本电脑，可以在一分钟以内充电。那么对于电动汽车呢？问题是如何能够快速的提供电力，而不是如何快速的接收。他推测可以在12分钟内对插电式混合动力汽车的电池组充电。如果可以在12分钟内充满，那么能量密度就不再那么重要了。