近期美國(guó)的研究人員表明，超聲波可以顯示密度的變化，從而為測(cè)量電池內(nèi)部電荷提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的和非侵入性的方法。

電池一般由金屬層構(gòu)成，而這些層以及其化學(xué)性質(zhì)會(huì)隨電池類(lèi)型而各有不同。每種電池都具有獨(dú)特的充放電性能，所以不同的電池需要以不同的方法來(lái)進(jìn)行評(píng)估。諸如同步加速器光源昂貴的設(shè)備，可以提供很好的物理洞察能力來(lái)觀(guān)測(cè)電池的狀態(tài)。但這些技術(shù)不是所有的研究人員能輕易接觸到的。

隨著對(duì)能量存儲(chǔ)裝置研究的日益增長(zhǎng)，有必要使用便宜和通用的方法來(lái)測(cè)量電池的健康狀態(tài)，這樣可以使科學(xué)家們有一個(gè)方便的方法來(lái)核對(duì)他們的研究。由此，來(lái)自普林斯頓大學(xué)的DanielSteingart和他的同事們，從他們之前的工作中獲得啟發(fā)，即一個(gè)用來(lái)顯示電池的使用狀況的反彈測(cè)試，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案。

通過(guò)向電池發(fā)射脈沖超聲波，他們可以手機(jī)回聲，作為電池充電和放電后層間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的參考。“這就像你輕輕敲它，看看電池如果作為一個(gè)鼓是如何回響的。根據(jù)其充電狀態(tài)，在某些地方電池會(huì)聽(tīng)起來(lái)比其他地方更響，而這將為我們揭示電池內(nèi)部究竟發(fā)生了什么，“Steingart說(shuō)。將幾個(gè)堿性電池和鋰電池用于此測(cè)試，包括金霸王、CVSAA電池和被認(rèn)為是特斯拉S型號(hào)電動(dòng)汽車(chē)的鋰離子電池，他們看到，在充電和放電的回聲表現(xiàn)出明顯的差異；監(jiān)控這些變化可以讓他們獲取不同電池內(nèi)部發(fā)生的物理過(guò)程的關(guān)鍵信息。

“讓我我們感到興奮的是，該技術(shù)差不多可用于所有電池”Steingart解釋道。單個(gè)電池內(nèi)部的復(fù)雜層狀結(jié)構(gòu)，和這些層內(nèi)的密度，可用于制作該充電狀態(tài)下該電池狀態(tài)的指紋數(shù)據(jù)。他解釋說(shuō)，電池的幾何外形和構(gòu)造，和其內(nèi)部的如化學(xué)原理一樣重要。

BrianSheldon是美國(guó)布朗大學(xué)材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的專(zhuān)家，他對(duì)這種新技術(shù)印象深刻：“獲得這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的信息，這是很大的挑戰(zhàn)，而這種方法提供了一種全新的方法。由于超聲波技術(shù)用于其他領(lǐng)域原位成像，我覺(jué)得其非常有潛力可以商業(yè)化應(yīng)用的新工具。”