本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
制造更轻、更便宜、更持久的电池的能力对于下一代电子产品（从手机和平板电脑到电动汽车）的开发和应用至关重要。锂离子电池的进步帮助智能手机变得更纤薄，并将日产聆风和雪佛兰沃蓝达等汽车推向市场。然而，锂也可能是不稳定的，并被指责导致小工具甚至沃蓝达测试车辆发生电气火灾。调查锂离子电池或任何其他电池的故障很困难，因为任何事后分析都需要打开电池才能看到内部，从而破坏电池。一种新技术可以避开这个问题。
来自英国剑桥大学、纽约大学 (NYU) 和纽约州立大学石溪分校的研究团队表示，他们已经开发出一种使用磁共振成像 (MRI) 非侵入性地检查电池的方法。研究人员专注于更好地了解锂沉积物如何在充电后积聚在电极和其他位置以及原因。
通常情况下，最好避免在 MRI 附近放置任何金属，因为担心将金属变成弹射物。（MRI 强大的磁场会强烈吸引任何附近的金属物体。*）此外，金属的导电表面会阻挡射频场，因此 MRI 不会揭示关于金属物体深处的太多信息。
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研究人员在周日发表在《自然·材料》上的报告中表示，这不是问题。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）MRI 的无线电波可能无法穿透电池中的金属，但它们可以扫描和测量电池表面的特征。这些测量结果可用于重建电池的二维或三维数字图像，包括可能聚集在电池电极上的任何锂沉积物。研究人员表示，这些沉积物可能导致过热、电池故障，甚至可能导致火灾或爆炸。
伊利诺伊州阿贡国家实验室的研究人员在 2001 年首次使用核磁共振 (NMR) 光谱学从外部研究电池内部锂离子的运动(pdf)，但纽约大学化学教授 Alexej Jerschow 说，这项工作“没有提供我们的技术提供的详细程度”，他也参与了这项研究。“例如，我们能够获得电池充电前后的 3D 图像。”
MRI 也被证明比 NMR 更准确，后者无法提供关于电池内部发生情况的详细信息。扫描电子显微镜是另一种用于研究电池的工具，它需要切开电池。“不仅在这个过程中会破坏电池，而且暴露在空气中会改变表面，因此这种技术实际上并没有研究电极的工作状态，”Jerschow 说。“MRI 是非破坏性的，因此您可以拍摄功能正常的电池的图像，就像可以对人体进行 MRI 扫描一样。”
Jerschow 和他的同事正在继续改进他们的方法，以提高图像分辨率并减少获得图像所需的时间。
*澄清（2012 年 2 月 15 日）：测试期间使用的电池和锂本身都不是磁性的。
图像：原始（未充电）状态和通电流后的 MRI。图片由 S. Chandrashekar、Nicole M. Trease、Hee Jung Chang、Lin-Shu Du、Clare P. Grey、Alexej Jerschow 和 《自然·材料》提供