一支由美国和德国科学家组成的团队正在开发探测器，这些探测器可以消除使用大型锂离子电池为车辆供电和存储可再生能源的一些谜团和危险。
他们看到的解决方案将依赖于超灵敏的新型探测器，即专门的磁力计，它可以生成给定电池磁场的图像，从而揭示它们是否存在缺陷并准确显示剩余电量。
科学家们揭示了关于大型电池由来已久的问题。自18世纪后期意大利小贵族和业余物理学家亚历山德罗·伏打组装了一个大型材料堆叠以来，其中一些谜团一直存在。它由湿纸板、银币和锌片的交替层组成。
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其结果是世界上第一个蓄电池。现在，上周发表在《美国国家科学院院刊》上的研究可能有助于企业和消费者回答可能影响其财富甚至生命的关键问题。
其中一个可能是：“我应该买这辆二手电动汽车吗？” 另一个可能是：“这架电动飞机还有足够的电量让我飞到芝加哥吗？”
“电动汽车是您必须将电池做得非常好的一个领域，”该研究的合著者、纽约大学化学教授 Alexej Jerschow 解释说。他是电池诊断方面的专家。
在缺乏经验的消费者手中，电动汽车可能会带来一些昂贵的意外。其中之一被称为“过度放电”。
汽油车没油时会直接停止。电动汽车中的电池可以在低于一定电量水平的情况下继续运行，但如果驾驶员忽略警告，则可能会开始自毁。
但是，现在有了新的设备，即超灵敏磁力计，可以绘制出电池周围无形磁场的图像。它可以指导锂离子电池制造商找到可能存在未见缺陷的区域，并让驾驶员更准确地了解电池中剩余的电量。
根据 Jerschow 的说法，使用中或制造过程中的电池受到的冲击也可能引入“热点”或其他可能使其失效的缺陷，但新的磁力计（可以追踪到微小区域的变化）可以在更大症状出现之前发现它们。
汽车大小的多个电池组开始被发电厂用于存储太阳能和风能。这减少了对化石燃料的需求，但韩国和亚利桑那州的公用事业公司最近发生了一系列锂离子电池火灾，导致停电并导致急救人员受伤（Climatewire，1月29日）。
Jerschow 表示，随着锂离子电池变得更轻、更强大，其用途将继续扩大。例如，小型电动飞机可能会在未来五到十年内出现。与存储可再生能源的电池一样，它们可能有助于减少温室气体，但飞机电池的潜在缺陷将需要更严格的测试。
目前电池工厂使用的方法是从装配线上取下一些电池并拆开。有时，这个过程可能会引入新的缺陷。Jerschow 和他的同事科学家们正在寻找一种方法来避免这一步骤，采用一种侵入性更小、成本更低但更彻底的工艺。
最初，Jerschow 认为答案可能来自医学领域，核磁共振成像已成为一种常见的诊断程序。它结合使用大型磁铁、射频和一个计算机来生成详细的图像。它们可以揭示大脑、脊柱和其他身体器官的异常。但后来他了解到，德国科学家正在开发更小、更强大的传感器，可以检测到更小的磁场。
Jerschow 和其他科学家与来自德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学和亥姆霍兹研究所的磁力测量研究领域的全球领导者 Dmitry Budker 合作，开发了这个概念，并在那里合作构建了第一个原型。
《美国国家科学院院刊》的研究展示了这项原理验证演示的结果。现在，他们计划在电池制造商和电动汽车工厂以及公用事业公司，甚至可能是一些二手车经销商处为新设备寻找市场。
“我们可以看到一些我认为以前没有人能够在电池单元中看到的东西，”Jerschow 解释说。他预测，未来的市场也将有助于缓解一个更遥远的问题：处理大量电动汽车电池。
预计它们在汽车中使用寿命为 10 年；然后它们可能会导致严重的回收问题。一些电池将具有一定的剩余寿命，可能仍可用于其他储能用途。另一些电池将包含应回收的贵重材料和不应倾倒在垃圾填埋场的毒性更大的材料。
将需要一种设备来对它们进行分类。
经 E&E News 许可，转载自 Climatewire。《E&E 新闻》在 www.eenews.net 上提供每日重要的能源和环境新闻报道。