Un team di ricerca chimica ha sviluppato una tecnologia basata sulla risonanza magnetica in grado di diagnosticare rapidamente quali tipi di problemi si verificano con determinati tipi di batterie e non è necessario accendere le batterie per determinare la carica rimanente per rilevare un difetto interno.
Alexej Jerschow, professore di chimica alla New York University che ha guidato il gruppo di ricerca, ha dichiarato: "L'uso di energia alternativa e veicoli elettrici aumenterà ulteriormente la domanda di batterie migliori e più sicure, ma al momento esiste solo un insieme molto limitato di strumenti che non si rompono. La condizione della batteria viene utilizzata per diagnosticare lo stato della batteria: la nostra tecnologia non intrusiva fornisce un approccio più rapido e più ampio a queste valutazioni.
Il lavoro descritto sulla rivista Nature Communications (risonanza magnetica interna ed esterna in situ da cellule ricaricabile agli ioni di litio di stato e rilevamento dei difetti di carica) comprende anche un ricercatore post-dottorato presso la New York University Andrew Ilott (ora è Brisol-Myers Squibb ricercatore di ricerca); new York University di dottorato Mohaddese Mohammadi, e uno scienziato di ricerca presso Rochester Institute of Technology Christopher Schauermann e Matthew Ganter.
Un team di ricerca chimica ha sviluppato una tecnologia basata sulla risonanza magnetica in grado di diagnosticare rapidamente quali tipi di problemi si verificano con determinati tipi di batterie: dalla determinazione della carica rimanente al rilevamento di difetti interni, non è necessario aprire la batteria. significa una vista schematica illustrante una batteria e un involucro di batteria con un mezzo di rilevamento (in questo caso l'acqua), e (d) sia descritto (caso batteria e batteria) è inserito nel foro del magnete del magnete NMR. Credito: Andrew Ilott e Alexej Jerschow
Secondo Ganter, co-direttore del RIT Battery Prototyping Center, "Garantire la qualità e la sicurezza della batteria è fondamentale per il processo di produzione, può far risparmiare alla società costi significativi e prevenire guasti catastrofici della batteria".
Christopher Schauerman, co-direttore del RIT Battery Prototyping Center, ha aggiunto: "Nel complesso, questo lavoro non ha solo un ruolo importante nell'intero settore delle batterie, ma svolge anche un ruolo significativo nella promozione del crescente ecosistema di stoccaggio dell'energia di New York. '
E vale la pena notare che le batterie ricaricabili di oggi sono il fulcro delle nuove tecnologie, compreso lo stoccaggio di auto elettriche o fonti di energia rinnovabile.
Tuttavia, i recenti fallimenti dei dispositivi mobili e dei veicoli elettrici hanno ulteriormente evidenziato la difficoltà di progettare batterie per queste tecnologie all'avanguardia: gli ingegneri non sono spesso in grado di determinare la natura dei difetti e dei guasti delle batterie che possono provocare danni alla batteria senza rimuovere l'apparecchiatura. .
In generale, i metodi di risonanza magnetica (MR) possono misurare piccoli cambiamenti nel campo magnetico, quindi è possibile creare un'immagine interna della struttura, ad esempio la risonanza magnetica (RM) può ottenere immagini di organi umani in modo non invasivo.
Nel loro lavoro presso Nature Communications, gli scienziati hanno utilizzato una procedura simile alla risonanza magnetica per misurare piccole variazioni del campo magnetico attorno alla cella elettrochimica della batteria.
Nei loro esperimenti, hanno esaminato i diversi stati della batteria agli ioni di litio - Varie livello di carica (cioè, la durata della batteria) e il caso (cioè il numero di danneggiata e non danneggiata altro) dalla cooperazione di queste batterie sono prototipo batteria centro RIT sono stati preparati. queste batterie, squadra NYU di variazioni di campo magnetico intorno alla batteria è differente in base alle condizioni interne, che rivela lo stato di carica e di alcuni difetti. questi difetti includono un elemento interno curvo, eliminazione di un elettrodo e una batteria piccolo corpo estraneo, e questi sono può verificarsi il normale processo di fabbricazione difetto.
Jerschow ha aggiunto: "Con il miglioramento di questo metodo in futuro, fornisce un mezzo potente per prevedere il guasto della batteria e la durata della batteria, oltre a facilitare lo sviluppo della prossima generazione di batterie ad alte prestazioni, ad alta capacità, di lunga durata o ricaricabili."
