Un equipo de químicos ha desarrollado una técnica basada en resonancia magnética que puede diagnosticar rápidamente lo que aqueja a ciertos tipos de baterías, desde determinar cuánta carga queda hasta detectar defectos internos, sin abrirlas.

"El uso de energías alternativas y vehículos eléctricos aumentará aún más la demanda de baterías mejores y más seguras, "observa Alexej Jerschow, profesor del Departamento de Química de la Universidad de Nueva York, quien dirigió el equipo de investigación. "Sin embargo, Actualmente, solo hay un conjunto muy limitado de herramientas disponibles para diagnosticar el estado de una batería sin destruirla; nuestra técnica no invasiva ofrece un método más rápido y amplio para realizar estas evaluaciones ".

La obra, descrito en la revista Comunicaciones de la naturaleza , también incluyó a Andrew Ilott, un becario postdoctoral de la NYU en el momento del estudio y ahora investigador de investigación en Brisol-Myers Squibb; Mohaddese Mohammadi, un candidato a doctorado en NYU; y Christopher Schauerman y Matthew Ganter, científicos de investigación en el Instituto de Tecnología de Rochester.

"Garantizar la calidad y la seguridad de las celdas es fundamental para el proceso de fabricación que puede ahorrar a las empresas un costo significativo y evitar que se produzcan fallas catastróficas en las celdas. "dice Ganter, codirector del RIT Battery Prototyping Center.

"Este trabajo no solo es compatible con la industria de las baterías en su conjunto, sino también el creciente ecosistema de almacenamiento de energía en Nueva York, "añade Christopher Schauerman, codirector del RIT Battery Prototyping Center.

La investigación se centra en baterías recargables de iones de litio (Li-ion), que se utilizan en teléfonos móviles, laptops, y otros aparatos electrónicos.

Notablemente, las baterías recargables están en el corazón de las nuevas tecnologías, incluidos los coches eléctricos o el almacenamiento para fuentes de energía renovables.

Sin embargo, Las averías recientes en dispositivos portátiles y vehículos eléctricos han puesto de relieve las dificultades en el diseño de baterías para estas tecnologías de vanguardia. Además, Los ingenieros a menudo no pueden determinar la naturaleza de los defectos o incluso las fallas inminentes de la batería sin desmontar el dispositivo. que normalmente resulta en su destrucción.

En general, Los métodos de resonancia magnética (MR) brindan la capacidad de medir pequeños cambios en mapas de campo magnético y, como resultado, crear una imagen de lo que se encuentra dentro de una estructura, por ejemplo, La resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés) puede producir imágenes de los órganos del cuerpo humano de manera no invasiva.

En su Comunicaciones de la naturaleza trabaja, los científicos adoptaron un procedimiento similar a la resonancia magnética. Aquí, midieron pequeños cambios en el campo magnético que rodea a las celdas electroquímicas de la batería.

En sus experimentos, examinaron baterías de iones de litio en diferentes estados:varios niveles de carga (es decir, duración de la batería) y condiciones (es decir, algunos dañados y otros no). Estas células fueron preparadas por colaboradores del Centro de Prototipos de Baterías de RIT. Con estas celdas, el equipo de la NYU pudo hacer coincidir los cambios del campo magnético que rodea a las baterías con diferentes condiciones internas, revelando el estado de carga y ciertos defectos. Estos incluían electrodos doblados y faltantes, así como pequeños objetos extraños en la celda, que son defectos que pueden ocurrir durante el proceso de fabricación normal.

"Con futuras mejoras de este método, Podría proporcionar un medio poderoso para predecir fallas de la batería y la vida útil de la batería, así como facilitar el desarrollo de alto rendimiento de próxima generación. alta capacidad, y baterías de larga duración o de carga rápida, "añade Jerschow.