科学探索|新研究展示如何使用磁性电极追踪离子流 以实时显示电池寿命

据New Atlas报道,纽约州立大学布法罗分校的科学家们在进行下一代电池设计实验时,展示了如何利用磁力为我们监测电池的充电状态带来新的精确水平 。这一突破取决于一种新颖的电极设计,它能在离子到达和离开时引起磁场的变化,据说这能高度准确地揭示电池的寿命 。

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该团队的进步源于其在一个被称为磁离子学的领域的调查,该领域指的是利用离子的传输来控制磁性的能力 。研究人员认为这种现象是监测锂离子电池充电状态的一种潜在方式,锂离子电池在充电和放电时在一对电极之间来回穿梭 。
科学家们利用钒、铬和氰化物创造了一种新型的磁离子材料,他们将其作为“分子磁电极”部署在锂离子电池中 。当锂离子进入和离开时,这种材料会改变其磁性,通过使用一个铁磁共振测试装置,他们能够测量这些变化,以揭示电池的充电水平 。

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据该团队称,与以前的方法相比,离子监测磁电极的精确度提高了2000%,响应时间提高了5000%以上 。科学家们说,这种材料的特点使其成为可充电电池的理想选择,并为实时监测电池的充电状态提供了一条途径 。

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领导这项研究的科学家任申强(音译)说:“这个项目的主要目标是研究磁离子学,它使用离子来控制材料的磁性 。当锂离子进入或离开我们使用的材料时,该材料将改变其磁化 。我们可以监测磁化,这使我们能够间接监测锂离子--电荷状态 。我们相信这是一种提供准确、快速、反应灵敏的电荷状态感应的新方法 。”

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【科学探索|新研究展示如何使用磁性电极追踪离子流 以实时显示电池寿命】这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上 。