科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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可充電電池是許多新技術(shù)的核心，例如，越來越流行的可再生能源。更具體來說，他們被用來為電動汽車、電話和手提電腦供電。德國美因茨大學(xué)和亥姆霍茲研究所最近展示了一種非接觸式的方法來檢測鋰離子電池的充電狀態(tài)及其任何潛在的缺陷。為此，原子磁力儀被用來測量電池周圍的磁場。德米特里·巴德克教授和他的團(tuán)隊通常使用原子磁力學(xué)來探索物理學(xué)的基本問題，比如尋找未知粒子。磁力學(xué)是用來描述磁場測量的術(shù)語。指南針就是一個簡單的應(yīng)用例子，地球的磁場使它指向北方。
人們對高容量可充電電池的需求正日益增長，因此需要一種靈敏、準(zhǔn)確的測量技術(shù)來確定電池的狀態(tài)。許多新技術(shù)的發(fā)展將取決于能否生產(chǎn)出能夠提供足夠容量和長有效壽命的電池。“確保充電電池的質(zhì)量是一項重大挑戰(zhàn)，我們的非接觸式檢測方法有望改進(jìn)電池，”研究人員之一亞恩·威肯布魯克博士如是說。研究團(tuán)隊利用原子磁力儀進(jìn)行測量，取得了突破性進(jìn)展。
威肯布魯克說：“我們的技術(shù)基本上和磁共振成像一樣，但要簡單得多，因為我們使用的是原子磁力儀。”原子磁力儀是一種利用氣態(tài)原子作為磁場探針的光泵磁力儀。它們在商業(yè)上是可用的，并且可用于工業(yè)應(yīng)用以及基礎(chǔ)研究。
簡單的方法可實現(xiàn)快速，高通量的測量
在電池測量的情況下，電池被放置在一個背景磁場中。電池改變了背景磁場，通過原子磁力儀我們能夠測量這種變化。威肯布魯克補(bǔ)充說：“這一變化為我們提供了有關(guān)電池充電狀態(tài)、電池剩余電量以及可能損壞的信息。
研究團(tuán)隊表示，這項技術(shù)的檢測能力有望用于研究、質(zhì)量控制或?qū)\(yùn)行期間的電池進(jìn)行評估。論文發(fā)布于《美國科學(xué)院院報》(PNAS)。
王俊東