充電電池是許多新技術(shù)的核心，例如，增加了對可再生能源的利用。更具體地說，它們被用來為電動汽車，手機(jī)和筆記本電腦供電。德國約翰內(nèi)斯·古騰堡大學(xué)美因茨大學(xué)(JGU)和德國美因茨亥姆霍茲研究所(HIM)的科學(xué)家們提出了一種非接觸式方法來檢測鋰離子電池的充電狀態(tài)和任何缺陷。為此，原子磁力計(jì)用于測量電池單元周圍的磁場。德米特里·布德克(Dmitry Budker)教授及其團(tuán)隊(duì)通常使用原子磁法來研究物理學(xué)的基本問題，例如尋找新粒子。磁力計(jì)是用于描述磁場測量的術(shù)語。指南針的一個簡單示例就是地球上的指南針

使用原子磁力計(jì)的電池的非接觸式質(zhì)量保證

對大容量充電電池的需求因此，對確定電池單元狀態(tài)的靈敏，準(zhǔn)確的診斷技術(shù)的需求也在增長。許多新發(fā)展的成功將取決于能否生產(chǎn)出能夠提供足夠容量和長使用壽命的電池。JGU物理研究所Dmitry Budker教授的工作組成員Arne Wickenbrock博士說：“對可充電電池進(jìn)行質(zhì)量保證是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。非接觸方法可能會為改善電池質(zhì)量提供新的動力。”亥姆霍茲研究所美因茨。該小組通過使用原子磁力計(jì)進(jìn)行測量取得了突破。這個想法是在Budker和他的紐約大學(xué)同事Alexej Jerschow教授之間的電話會議中提出的。

“我們的技術(shù)在本質(zhì)上與磁共振成像的工作原理相同，但是它更簡單，因?yàn)槲覀兪褂迷哟帕τ?jì)”，進(jìn)行這項(xiàng)研究的團(tuán)隊(duì)的Wickenbrock說。原子磁力計(jì)是光泵磁力計(jì)，它使用氣態(tài)原子作為磁場的探針。它們可商購獲得，并用于工業(yè)應(yīng)用以及基礎(chǔ)研究。JGU和HIM的Budker小組也開發(fā)了自己的先進(jìn)磁傳感器，他們將這些原子磁強(qiáng)計(jì)用于物理學(xué)的基礎(chǔ)研究，例如在尋找暗物質(zhì)方面，并試圖解決為何物質(zhì)和反物質(zhì)不存在的謎語大爆炸后立即消滅對方。

簡單的方法可實(shí)現(xiàn)快速，高通量的測量

在進(jìn)行電池測量時，將電池置于背景磁場中。電池會改變此背景磁場，并使用原子磁力計(jì)測量變化。Wickenbrock補(bǔ)充說：“這一變化為我們提供了有關(guān)電池充電狀態(tài)，電池中剩余電量以及可能損壞的信息。” “該過程速度很快，我們認(rèn)為可以很容易地將其集成到生產(chǎn)過程中。” 關(guān)于電子煙爆炸以及在飛機(jī)上攜帶某些類型的手機(jī)的限制導(dǎo)致的重傷的反復(fù)報(bào)道表明，需要檢測電池中的缺陷。

作者在最近的PNAS論文中指出：“這項(xiàng)技術(shù)的診斷能力有望在研究，質(zhì)量控制或操作過程中評估細(xì)胞。” 去年夏天，同一個工作組在國際高級別參與下組織了兩次有關(guān)應(yīng)用原子和核物理的活動。來自世界各地的約200名研究人員回答了當(dāng)前的原子磁力測定法和其他形式的量子測量技術(shù)問題。