新研究展示如何使用磁性電極追踪離子流以實時顯示電池壽命
據New Atlas報導,紐約州立大學布法羅分校的科學家們在進行下一代電池設計實驗時,展示瞭如何利用磁力為我們監測電池的充電狀態帶來新的精確水平。這一突破取決於一種新穎的電極設計,它能在離子到達和離開時引起磁場的變化,據說這能高度準確地揭示電池的壽命。
該團隊的進步源於其在一個被稱為磁離子學的領域的調查,該領域指的是利用離子的傳輸來控制磁性的能力。研究人員認為這種現像是監測鋰離子電池充電狀態的一種潛在方式,鋰離子電池在充電和放電時在一對電極之間來回穿梭。
科學家們利用釩、鉻和氰化物創造了一種新型的磁離子材料,他們將其作為“分子磁電極”部署在鋰離子電池中。當鋰離子進入和離開時,這種材料會改變其磁性,通過使用一個鐵磁共振測試裝置,他們能夠測量這些變化,以揭示電池的充電水平。
據該團隊稱,與以前的方法相比,離子監測磁電極的精確度提高了2000%,響應時間提高了5000%以上。科學家們說,這種材料的特點使其成為可充電電池的理想選擇,並為實時監測電池的充電狀態提供了一條途徑。
領導這項研究的科學家任申強(音譯)說:“這個項目的主要目標是研究磁離子學,它使用離子來控製材料的磁性。當鋰離子進入或離開我們使用的材料時,該材料將改變其磁化。我們可以監測磁化,這使我們能夠間接監測鋰離子–電荷狀態。我們相信這是一種提供準確、快速、反應靈敏的電荷狀態感應的新方法。”
這項研究發表在《美國國家科學院院刊》上。