大多数人认为缺陷有害无益。但是，密西根科技大学的研究人员抓住了这一特点制备出双边界（小型对称缺陷）材料，这可以提高锂离子电池的性能。材料中孪晶界缺陷可以使电池材料获得更好的性能。

这一发现改变了人们对材料缺陷的认识。来自于密歇根理工大学理查德&伊丽莎白的副教授Reza Shahbazian-Yassar领导了这项研究，同时他也是纳米技术和材料科学与工程的副教授，一起参与该项研究的还有高级博士后研究员AnmiNie。

Nie指出，材料缺陷（例如双边界）在之前的材料研究中都是自然发生的，缺陷都作为材料研究的去除项。“在纳米结构的电池材料中，我们已经注意到一些缺陷，如双边界，可以为锂离子的运输提供良好的通道。”

制备更好、更强的电池时，离子运动是关键。

电池的功率问题是我们关注的焦点。Shahbazian-Yassar说：“在过去的几年里，我们一直在研究可充电电池，特别是锂离子电池。”

因为锂电池属于轻量级电池，含有巨大的能量密度，其电池效率不断提高。与所有的电池一样，锂电池的运行需要锂离子从一个地方转移到另一个地方。从技术上来说，我们利用阳极和阴极之间的电流诱导锂离子的转移。电池电量低意味着阳极和阴极之间的锂离子交换变少。双边界可以帮助锂离子的转移和交换，以保证电池寿命。

双边界基本上是原子排列的对称变化，使得材料的原子发生转移。

Nie说：“没有一种具体的原子排列被认为最有助于制备电极材料。但是，当在原子尺度上观察电池材料，您会注意到，这些原子都与平面对。对称会引发材料一系列的问题，因为对称引发缺陷。“

对称就是为离子提供路线。Shahbazian-Yassar和他的团队领导的材料研究于去年秋天获得了美国国家科学基金，该研究表明孪晶界可以作为锂离子的运输通道。

Shahbazian-Yassar说：“通常晶体中的空位可以使晶体中的离子在电极内外移动。形象地说，空位就像一个拥挤的城市中狭窄的街道，离子就像移动的汽车。如果街道中发生事故或者道路建设，汽车就不易穿过街道。这与电池现象类似。“

锂离子电池中需要大量广泛和开放的通路以便锂离子的转移。锂离子的移动受阻，电池的电量就会下降。

研究小组研究了锡氧化物中的双边界现象，但Shahbazian-Yassar指出双边界适用于许多电池材料。接下来，该小组将进一步研究如何优化这些缺陷，同时保证机械结构的完整性。考虑两者间的平衡，从而为利用双边界来改善锂离子电池奠定基础。

新材料在线编译整理——翻译：陈琼   校正：摩天轮