Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Kjemikere utvikler MR-lignende teknikk for å oppdage hva som skjer med batterier

The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy (Juni 2019).

Anonim

Et team av kjemikere har utviklet en MR-basert teknikk som raskt kan diagnostisere hva slags batterier er - fra å bestemme hvor mye ladning som gjenstår for å oppdage interne feil - uten å åpne dem.

annonse


"Bruken av alternative energi- og elektrisk drevne kjøretøy vil ytterligere øke etterspørselen etter bedre og sikrere batterier, " observerer Alexej Jerschow, professor i New York University's Department of Chemistry, som ledet forskergruppen. "Men det er for øyeblikket bare et svært begrenset sett med verktøy tilgjengelig for å diagnostisere batteriets helse uten å ødelegge batteriet. Vår ikke-invasiv teknikk gir en raskere og mer omfattende metode for å gjøre disse vurderingene."

Arbeidet, beskrevet i tidsskriftet Nature Communications, inkluderte også Andrew Ilott, en postdoktor i NYU på studietiden og nå en undersøkelsesforsker ved Brisol-Myers Squibb; Mohaddese Mohammadi, en NYU doktorgradskandidat; og Christopher Schauerman og Matthew Ganter, forskere ved Rochester Institute of Technology.

"Sikring av cellekvalitet og sikkerhet er avgjørende for produksjonsprosessen som kan spare bedrifter betydelig og unngå at katastrofale cellefeil oppstår, " sier Ganter, meddirektør for RIT-batteriprototypesenteret.

"Dette arbeidet støtter ikke bare batteribransjen som helhet, men også det voksende energilagringsøkosystemet i New York, " tilføyer Christopher Schauerman, meddirektør for RIT Battery Prototyping Center.

Forskningen fokuserer på oppladbare litiumion-batterier (Li-ion), som brukes i mobiltelefoner, bærbare datamaskiner og annen elektronikk.

Spesielt er oppladbare batterier kjernen i ny teknologi, inkludert elektriske biler eller lagring for fornybare energikilder.

Nylige feil i håndholdte enheter og elektriske kjøretøy har imidlertid fremhevet vanskelighetene med å designe batterier for disse banebrytende teknologiene. I tillegg kan ingeniører ofte ikke avgjøre arten av mangler eller til og med forestående batterisvikt uten å koble fra enheten, noe som vanligvis resulterer i ødeleggelsen.

Generelt gir magnetisk resonans (MR) metoder muligheten til å måle små endringer i magnetfeltkart og som et resultat skape et bilde av hva som ligger inne i en struktur - for eksempel kan MR (magnetisk resonansbilding) produsere bilder av kroppens organer på en ikke-invasiv måte.

I deres Naturkommunikasjonsarbeid vedtok forskerne en prosedyre som ligner på MR. Her måler de små magnetfeltendringer som omgir batteriets elektrokjemiske celler.

I deres eksperimenter undersøkte de Li-ion-batterier i forskjellige tilstander - ulike ladningsnivåer (dvs. batterilevetid) og forhold (dvs. noen skadet og andre ikke). Slike celler ble fremstilt av samarbeidspartnere ved RITs batteriprototypesenter. Med disse cellene var NYU-teamet i stand til å matche magnetfeltendringer som omgir batteriene til forskjellige interne forhold, avslørende ladetilstand og visse feil. Disse inkluderte bøyd og manglende elektroder samt små fremmedlegemer i cellen, som er feil som kan oppstå under normal produksjonsprosess.

"Med fremtidige forbedringer av denne metoden, kan den gi et kraftig middel til å forutsi batterisvikt og batterilevetider, samt lette utviklingen av neste generasjons høyytelses-, kapasitets- og langvarige batterier eller hurtigladere" legger til Jerschow.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av New York University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Andrew J. Ilott, Mohaddese Mohammadi, Christopher M. Schauerman, Matthew J. Ganter, Alexej Jerschow. Oppladbar litiumioncelle-ladestatus og defektdetektering ved in-situ innvendig magnetisk resonansbilder . Naturkommunikasjon, 2018; 9 (1) DOI: 10, 1038 / s41467-018-04192-x