现在东京大学的日杉太郎还有日本大学的研究人员，跟德国美因茨的马克斯·普朗克高分子研究所MPI-P的小组合作，研究给固态电池带来新希望。他们在ACS Nano期刊上发表的文章中，提出了一种叫做空间电荷效应的新发现，这种效应把固态电池的效率大大提升了。 固态电池现在是个热门话题，因为它们把液体电解质换成了固体电解质，所以不仅不会燃烧还更加安全。对于电动汽车或者固定储能来说，这都是好消息。不过它们的问题在于充电和放电的时候，会增加额外的阻力，导致能量损失。MPI-P的小组负责人Rüdiger Berger解释说：“电池就像一个泵，离子在里面移动，外部就必须通过电子流来保持平衡。” 但问题就出在这一层空间电荷层上。当离子在电池里移动时，这个层会排斥其他离子，让整个过程变得缓慢。伯杰他们用显微镜技术第一次把空间电荷区确定下来了，发现它主要发生在正极部分。伯杰提到它厚度不到50纳米，跟肥皂泡最薄的部分差不多薄。 更神奇的是这个空间电荷层是动态变化的，取决于电池的充电状态。它大约占了总电阻的7%，但具体大小还是看用什么材料做电解质。以前大家对这个层知之甚少，各地都在研究但结果都不一样。这次柏林小组通过两种显微镜技术：开尔文探针力显微镜和核反应分析来观察模型电池的边界层。他们用开尔文探针力显微镜扫描横截面像切开的电池一样看到电位变化；核反应分析则检测锂在正极和界面处的积累。 美因茨团队这次研究给未来开了个好头。通过这些技术他们想找到减少电阻、提升固态电池性能的方法。现在虽然它只占了总电阻7%，但如果能把这个层控制好就能提升效率还有安全性。