Magnetiskt material kan hjälpa till att övervaka batteritiden

En ny studie visar hur ett magnetiskt material kan användas för att övervaka hur mycket liv som finns kvar i ett uppladdningsbart batteri innan det behöver laddas.

Shenqiang Ren, en vetenskapsman och ingenjör vid universitetet i Buffalo, ledde projektet och förklarar hur systemet fungerar.

När litiumjonbatterier laddas och laddas ur strömmar litiumjoner från ena sidan av batteriet till den andra. Med detta i åtanke byggde Rens team ett litiumjonbatteri som använder ett speciellt material i ena änden: en förening vars magnetism förändras när litiumjoner kommer in i eller lämnar den. Detta gör det möjligt att mäta batteriets laddningsnivå genom att spåra förändringar i materialets magnetism, säger Ren.

Forskningen publicerades den 13 juni i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

“Huvudmålet med det här projektet var att arbeta med magnetojoniken, som använder joner för att kontrollera materialens magnetism. När litiumjonerna färdas in eller ut ur materialet vi använder kommer materialet att ändra sin magnetisering. Vi kan övervaka magnetismen, och detta gör det möjligt för oss att indirekt övervaka litiumjonerna – laddningstillståndet. Vi tror att detta är ett nytt sätt att ge en exakt, snabb, lyhörd avkänning av laddningstillstånd, säger Ren, Ph.D., UB-professor i mekanisk och rymdteknik och i kemi, och en kärnfakultetsmedlem i UB FÖRNYA institutet.

• 
  Ett prov av det magneto-joniska materialet som används i en ny studie. Kredit: Douglas Levere / University at Buffalo

• 
  Från vänster: Yulong Huang och Zheng Li, båda postdoktorala forskare från UB inom maskin- och rymdteknik, är bland författarna till en ny studie om magnetojonik. Kredit: Douglas Levere / University at Buffalo

• 
  Yulong Huang, UB-postdoktor i maskin- och rymdteknik, har en 3D-printad struktur som innehåller det magneto-joniska materialet som används i en ny studie. Möjligheten att skriva ut materialet i olika former kan underlätta olika tillämpningar, säger forskare. Kredit: Douglas Levere / University at Buffalo

Förutom Ren, inkluderar motsvarande författare till studien Yuguang C. Li, Ph.D., UB biträdande professor i kemi; Fei Yao, Ph.D., UB biträdande professor i materialdesign och innovation; och Qimin Yan, Ph.D., Temple University biträdande professor i fysik. Yong Hu, en UB Ph.D. student i maskinteknik, var den första författaren.

Teamets magneto-joniska material är tillverkat av vanadin, krom och cyanid, med en vattenligand. Papperet i PNAS beskriver egenskaperna hos föreningen som gör den idealisk för användning i laddningsbara batterier, och beskriver de tekniker som forskarna använde för att mäta materialets föränderliga magnetism i ett laddningsbart litiumjonbatteri.

Forskare identifierar en annan anledning till varför batterier inte kan laddas på några minuter

Mer information:
Yong Hu et al, Lithiating magneto-jonics i ett laddningsbart batteri, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2122866119 Tillhandahålls av University at Buffalo

Citat:Magnetiskt material kan hjälpa till att övervaka batteritiden (2022, 14 juni) hämtat 14 juni 2022 från https://techxplore.com/news/2022-06-magnetic-material-battery-life.html

Detta dokument är föremål för upphovsrätt. Bortsett från all rättvis handel i syfte att privata studier eller forskning, får ingen del reproduceras utan skriftligt tillstånd. Innehållet tillhandahålls endast i informationssyfte.