检测锂离子电池状态的简单方法

2020-05-08 10:50

可充电电池是许多新技术的核心，例如，越来越流行的可再生能源。更具体来说，他们被用来为电动汽车、电话和手提电脑供电。德国美因茨大学和亥姆霍兹研究所最近展示了一种非接触式的方法来检测锂离子电池的充电状态及其任何潜在的缺陷。为此，原子磁力仪被用来测量电池周围的磁场。德米特里·巴德克教授和他的团队通常使用原子磁力学来探索物理学的基本问题，比如寻找未知粒子。磁力学是用来描述磁场测量的术语。指南针就是一个简单的应用例子，地球的磁场使它指向北方。

人们对高容量可充电电池的需求正日益增长，因此需要一种灵敏、准确的测量技术来确定电池的状态。许多新技术的发展将取决于能否生产出能够提供足够容量和长有效寿命的电池。“确保充电电池的质量是一项重大挑战，我们的非接触式检测方法有望改进电池，”研究人员之一亚恩·威肯布鲁克博士如是说。研究团队利用原子磁力仪进行测量，取得了突破性进展。

威肯布鲁克说：“我们的技术基本上和磁共振成像一样，但要简单得多，因为我们使用的是原子磁力仪。”原子磁力仪是一种利用气态原子作为磁场探针的光泵磁力仪。它们在商业上是可用的，并且可用于工业应用以及基础研究。

简单的方法可实现快速，高通量的测量

在电池测量的情况下，电池被放置在一个背景磁场中。电池改变了背景磁场，通过原子磁力仪我们能够测量这种变化。威肯布鲁克补充说：“这一变化为我们提供了有关电池充电状态、电池剩余电量以及可能损坏的信息。

研究团队表示，这项技术的检测能力有望用于研究、质量控制或对运行期间的电池进行评估。论文发布于《美国科学院院报》（PNAS）。