Jednym z nowoczesnych podejść do rozwoju nowych materiałów można opisać z frazą: „Lepiej jest zobaczyć raz niż obliczyć dziesięć razy”. Z naukowego punktu widzenia nie jest to całkowicie poprawne, ponieważ teoretyczne uzasadnienie pozwala zaoszczędzić pieniądze na eksperymentach i tworzeniu prototypów. Jednak dzisiaj starają się oszczędzać na wszystkim, w tym pracę nad teorią. Na szczęście nowoczesne narzędzia do analizy struktur atomowych przychodzą na ratunek, które znacznie upraszczają pracę naukowców.
W szczególności przełom w opracowywaniu wysoce twardych akumulatorów pomógł stworzyć nową metodę w mikroskopii elektronowej-4D (czterymiarowa skaningowa mikroskopia elektronowa) lub czterowymiarowa skaningowa mikroskopia elektronowa. Ta zaawansowana technologia łączy skanowanie przestrzenne z pełną analizą dyfrakcji elektronów, umożliwiając uzyskanie szczegółowych informacji o strukturze materiałów na poziomie jądrowym i atomowym.
Jednym z powodów degradacji akumulatorów stałych jest tworzenie cienkiej (do 100 nm) warstwy międzyfazowej na granicy odcinka katody i elektrolitu. Ta warstwa zapobiega ruchowi jonów litowych z katody do anody i odwrotnie, które z czasem znacznie pogarsza charakterystykę baterii.
Zastosowanie metody STEM 4D pozwoliło naukowcom z University of Missouri na poziomie atomowym na zbadanie procesów tworzenia warstwy zakłóceń. Uzyskane dane pomogą wybrać i przetestować specjalne powłoki katodowe, które zapobiegają pojawieniu się tych warstw bez uprzedzeń do przewodzenia jonowego elektrolitu. Na następnym etapie naukowcy zajmą się odpowiednimi powłokami.
Zgłosili także badanie właściwości akumulatorów stałych w artykule w czasopiśmie Advanced Energy Materials, który pomoże innym grupom naukowym w rozwoju tego obszaru. Otwarcie nowych właściwości akumulatorów stałych i badanie ich interakcji z niektórymi rodzajami materiałów ochronnych doprowadzi do tworzenia akumulatorów o ulepszonych cechach: samochody elektryczne będą w stanie napędzać większą odległość, a elektronika – dłużej.
