測量鋰離子電池狀態的簡單方法

充電電池是許多新技術的核心，例如，增加了對可再生能源的利用。更具體地說，它們被用來為電動汽車，手機和筆記本電腦供電。德國約翰內斯·古騰堡大學美因茨大學(JGU)和德國美因茨亥姆霍茲研究所(HIM)的科學家們提出了一種非接觸式方法來檢測鋰離子電池的充電狀態和任何缺陷。為此，原子磁力計用于測量電池單元周圍的磁場。德米特里·布德克(Dmitry Budker)教授及其團隊通常使用原子磁法來研究物理學的基本問題，例如尋找新粒子。磁力計是用于描述磁場測量的術語。指南針的一個簡單示例就是地球上的指南針

使用原子磁力計的電池的非接觸式質量保證

對大容量充電電池的需求因此，對確定電池單元狀態的靈敏，準確的診斷技術的需求也在增長。許多新發展的成功將取決于能否生產出能夠提供足夠容量和長使用壽命的電池。JGU物理研究所Dmitry Budker教授的工作組成員Arne Wickenbrock博士說：“對可充電電池進行質量保證是一項巨大的挑戰。非接觸方法可能會為改善電池質量提供新的動力。”亥姆霍茲研究所美因茨。該小組通過使用原子磁力計進行測量取得了突破。這個想法是在Budker和他的紐約大學同事Alexej Jerschow教授之間的電話會議中提出的。

“我們的技術在本質上與磁共振成像的工作原理相同，但是它更簡單，因為我們使用原子磁力計”，進行這項研究的團隊的Wickenbrock說。原子磁力計是光泵磁力計，它使用氣態原子作為磁場的探針。它們可商購獲得，并用于工業應用以及基礎研究。JGU和HIM的Budker小組也開發了自己的先進磁傳感器，他們將這些原子磁強計用于物理學的基礎研究，例如在尋找暗物質方面，并試圖解決為何物質和反物質不存在的謎語大爆炸后立即消滅對方。

簡單的方法可實現快速，高通量的測量

在進行電池測量時，將電池置于背景磁場中。電池會改變此背景磁場，并使用原子磁力計測量變化。Wickenbrock補充說：“這一變化為我們提供了有關電池充電狀態，電池中剩余電量以及可能損壞的信息。” “該過程速度很快，我們認為可以很容易地將其集成到生產過程中。” 關于電子煙爆炸以及在飛機上攜帶某些類型的手機的限制導致的重傷的反復報道表明，需要檢測電池中的缺陷。

作者在最近的PNAS論文中指出：“這項技術的診斷能力有望在研究，質量控制或操作過程中評估細胞。” 去年夏天，同一個工作組在國際高級別參與下組織了兩次有關應用原子和核物理的活動。來自世界各地的約200名研究人員回答了當前的原子磁力測定法和其他形式的量子測量技術問題。