MRI掃描技術有助于下一代的電池方案設計

（文章來源：教育新聞網）

伯明翰大學領導的研究表明，磁共振成像(MRI)可以提供一種支持下一代高性能可充電電池開發(fā)的有效方法。

這項技術被開發(fā)用來檢測鈉電池中鈉金屬離子的運動和沉積，它將能夠更快地評估新型電池材料，并有助于加快此類電池的上市速度。鈉電池被廣泛認為是替代鋰離子電池的有前途的候選者，鋰離子電池目前廣泛用于便攜式電子設備和電動汽車等設備中。生產鋰離子電池所需的幾種材料是關鍵或戰(zhàn)略性要素，因此，研究人員正在努力開發(fā)替代性和更可持續(xù)的技術。

盡管鈉似乎具有生產高效電池所需的許多特性，但在優(yōu)化性能方面仍存在挑戰(zhàn)。其中的關鍵是了解鈉在電池充電和放電過程中的行為，從而確定故障點和降解機理。

由伯明翰大學化學學院的Melanie Britton博士領導的一個團隊與諾丁漢大學的研究人員一起開發(fā)了一種技術，該技術使用MRI掃描來監(jiān)測鈉在操作中的表現(xiàn)。該研究小組還包括伯明翰大學冶金與材料學院能源材料小組的科學家以及倫敦帝國理工學院的科學家。他們的結果發(fā)表在《自然通訊》上。

這種成像技術將使科學家能夠了解鈉與不同的陽極和陰極材料相互作用時的行為。他們還將能夠監(jiān)視樹枝狀晶體的生長-樹枝狀結構會隨著時間在電池內部生長并導致電池失效甚至著火。

Britton博士解釋說：“由于電池是密封的電池，如果出現(xiàn)問題，很難找出問題所在?！薄安痖_電池會帶來內部變化，這使得很難看清原始缺陷是什么或發(fā)生的位置。但是使用我們開發(fā)的核磁共振成像技術，我們實際上可以看到電池在運行時發(fā)生了什么，我們對鈉的行為有了空前的見解?！?/p>

這項技術使我們了解到鈉離子電池運行期間電池組件內部變化的信息，而這些信息目前尚無法通過其他技術獲得。這將使我們能夠識別出故障機理，以檢測故障機理，從而使我們深入了解如何制造更長壽命和更高性能的電池。

該團隊使用的技術最初是與諾丁漢大學的彼得·曼斯菲爾德爵士影像中心的研究人員合作設計的，該中心由伯明翰-諾丁漢戰(zhàn)略合作基金資助。該項目旨在開發(fā)鈉同位素的MRI掃描作為醫(yī)學成像技術，并且該團隊能夠將這些協(xié)議改編為用于電池成像。伯明翰能源研究所的伯明翰儲能中心和伯明翰關鍵元素與戰(zhàn)略材料中心的主要工作是開發(fā)新材料和進行分析表征。
（責任編輯：fqj）