伯克利实验室研究人员甄玉强(左)和肖恩·卢布纳测量电池的热特性。信用:伯克利实验室随着人们对备用电源、太阳能储能和电动汽车的兴趣日益增加，提高可充电锂电池性能的竞赛正在进行。伯克利实验室的一个团队开发了一种简单、快速、廉价的方法来测量电池性能。这项新技术由能源技术领域的拉维·普拉舍和肖恩·卢布纳领导，利用热波测量局部锂浓度，作为电池电极深度的函数。他们的研究最近发表在《焦耳》杂志上。
“用我们的技术，你拿一个电池，把传感器放在电池上面，”普拉舍说。“传感器发出信号，根据信号频率，你可以改变波穿透的深度。这样，你就可以控制渗透的深度。它比其他诊断程序便宜和快速得多，并且提供了一种便宜和快速的方法来测量电池特性。”
这种方法被称为“操作”技术，在反应发生时起作用——证明热波传感提供了与使用同步加速器x光衍射的实验结果相当的锂浓度空间信息，但不必使用大型同步加速器设备，如高级光源。
测量电池性能并不是一件容易的事情，这使得测试新材料以提高电池性能既耗时又昂贵。当测试材料以提高充电速度时，电极的不同部分具有不同的局部充电状态，并以不同的速率老化，因此现有电池诊断工具提供的空间平均化学信息不足以理解锂离子电池的退化。
普拉舍说，该团队现在正在实验室规模上测试该程序，下一步将测试商用电池。
“这项工作显示了跨学科科学的力量，”卢布纳说。“该项目结合了热能和电化学领域的技术和洞察力，以实现一项原本不可能实现的能力。”
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