Uma equipe de químicos desenvolveu uma técnica baseada em ressonância magnética que pode diagnosticar rapidamente o que aflige certos tipos de baterias - desde determinar quanta carga resta até detectar defeitos internos - sem abri-los.

“O uso de energia alternativa e veículos movidos a eletricidade aumentará ainda mais a demanda por baterias melhores e mais seguras, "observa Alexej Jerschow, um professor do Departamento de Química da Universidade de Nova York, que liderou a equipe de pesquisa. "Contudo, atualmente, há apenas um conjunto muito limitado de ferramentas disponíveis para diagnosticar a saúde de uma bateria sem destruí-la - nossa técnica não invasiva oferece um método mais rápido e abrangente para fazer essas avaliações. "

O trabalho, descrito no jornal Nature Communications , também incluiu Andrew Ilott, um pós-doutorado da NYU na época do estudo e agora um pesquisador da Brisol-Myers Squibb; Mohaddese Mohammadi, um candidato a doutorado da NYU; e Christopher Schauerman e Matthew Ganter, cientistas pesquisadores do Rochester Institute of Technology.

"Garantir a qualidade e a segurança das células é fundamental para o processo de fabricação que pode economizar custos significativos para as empresas e evitar a ocorrência de falhas catastróficas das células, "diz Ganter, co-diretor do RIT Battery Prototyping Center.

"Este trabalho não apóia apenas a indústria de baterias como um todo, mas também o crescente ecossistema de armazenamento de energia em Nova York, "acrescenta Christopher Schauerman, co-diretor do RIT Battery Prototyping Center.

A pesquisa se concentra em baterias recarregáveis ​​de íon de lítio (Li-ion), que são usados ​​em telefones celulares, laptops, e outros eletrônicos.

Notavelmente, as baterias recarregáveis ​​estão no cerne das novas tecnologias, incluindo carros elétricos ou armazenamento para fontes de energia renováveis.

Contudo, Avarias recentes em dispositivos portáteis e veículos elétricos destacaram as dificuldades em projetar baterias para essas tecnologias de ponta. Além disso, os engenheiros muitas vezes não conseguem determinar a natureza dos defeitos ou mesmo falhas iminentes da bateria sem desmontar o dispositivo, o que normalmente resulta em sua destruição.

Em geral, Os métodos de ressonância magnética (MR) fornecem a capacidade de medir pequenas mudanças em mapas de campo magnético e, como resultado, criar uma imagem do que está dentro de uma estrutura, por exemplo, A ressonância magnética (ressonância magnética) pode produzir imagens dos órgãos do corpo humano de maneira não invasiva.

Em seus Nature Communications trabalhar, os cientistas adotaram um procedimento semelhante à ressonância magnética. Aqui, eles mediram pequenas mudanças no campo magnético em torno das células eletroquímicas da bateria.

Em seus experimentos, eles examinaram baterias de íon-lítio em diferentes estados - vários níveis de carga (ou seja, vida útil da bateria) e condições (ou seja, alguns danificados e outros não). Essas células foram preparadas por colaboradores do Centro de Prototipagem de Baterias da RIT. Com essas células, a equipe da NYU foi capaz de combinar as mudanças do campo magnético em torno das baterias a diferentes condições internas, revelando o estado de carga e certos defeitos. Estes incluíram eletrodos tortos e ausentes, bem como pequenos objetos estranhos na célula, que são falhas que podem ocorrer durante o processo normal de fabricação.

"Com melhorias futuras neste método, pode fornecer um meio poderoso de prever falhas e durações da bateria, bem como facilitar o desenvolvimento de alto desempenho de próxima geração, alta capacidade, e baterias de longa duração ou carregamento rápido, "acrescenta Jerschow.