Un matériau magnétique pourrait aider à surveiller la durée de vie de la batterie

Étude : Un matériau magnétique pourrait aider à surveiller la durée de vie de la batterie

Yulong Huang (à droite) tient une batterie lithium-ion avec une cathode en matériau magnéto-ionique. Huang et Zheng Li (à gauche), tous deux chercheurs postdoctoraux de l’UB en génie mécanique et aérospatial, sont parmi les auteurs d’une nouvelle étude sur le matériau magnéto-ionique. Crédit : Douglas Levere / Université de Buffalo

Une nouvelle étude montre comment un matériau magnétique peut être utilisé pour aider à surveiller la durée de vie restante d’une batterie rechargeable avant qu’elle ne doive être rechargée.

Shenqiang Ren, scientifique et ingénieur à l’Université de Buffalo, a dirigé le projet et explique le fonctionnement du système.

Lorsque les batteries lithium-ion se chargent et se déchargent, les ions lithium circulent d’un côté à l’autre de la batterie. Dans cet esprit, l’équipe de Ren a construit une batterie lithium-ion qui utilise un matériau spécial à une extrémité : un composé dont le magnétisme change lorsque les ions lithium y entrent ou en sortent. Cela permet de mesurer le niveau de charge de la batterie en suivant les changements dans le magnétisme du matériau, explique Ren.

La recherche a été publiée le 13 juin dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).

“L’objectif principal de ce projet était de travailler sur la magnéto-ionique, qui utilise des ions pour contrôler le magnétisme des matériaux. Au fur et à mesure que les ions lithium se déplacent dans ou hors du matériau que nous utilisons, le matériau modifie sa magnétisation. Nous pouvons surveiller le magnétisme, ce qui nous permet de surveiller indirectement les ions lithium, l’état de charge. Nous pensons qu’il s’agit d’une nouvelle façon de fournir une détection précise, rapide et réactive de l’état de charge », déclare Ren, Ph.D., UB professeur de génie mécanique et aérospatial et de chimie, et membre du corps professoral de l’Institut UB RENEW.

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    Un échantillon du matériau magnéto-ionique utilisé dans une nouvelle étude. Crédit : Douglas Levere / Université de Buffalo

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    De gauche à droite : Yulong Huang et Zheng Li, tous deux chercheurs postdoctoraux de l’UB en génie mécanique et aérospatial, sont parmi les auteurs d’une nouvelle étude sur la magnéto-ionique. Crédit : Douglas Levere / Université de Buffalo

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    Yulong Huang, chercheur postdoctoral à l’UB en génie mécanique et aérospatial, détient une structure imprimée en 3D contenant le matériau magnéto-ionique utilisé dans une nouvelle étude. Selon les scientifiques, la possibilité d’imprimer le matériau sous des formes variées pourrait faciliter différentes applications. Crédit : Douglas Levere / Université de Buffalo

En plus de Ren, les auteurs correspondants de l’étude incluent Yuguang C. Li, Ph.D., professeur adjoint de chimie à l’UB; Fei Yao, Ph.D., professeur adjoint UB de conception de matériaux et d’innovation; et Qimin Yan, Ph.D., professeur adjoint de physique à l’Université Temple. Yong Hu, titulaire d’un doctorat de l’UB. étudiant en génie mécanique, en fut le premier auteur.

Le matériau magnéto-ionique de l’équipe est composé de vanadium, de chrome et de cyanure, avec un ligand aqua. Le papier dans PNAS décrit les caractéristiques du composé qui le rendent idéal pour une utilisation dans les batteries rechargeables et décrit les techniques utilisées par les scientifiques pour mesurer le magnétisme changeant du matériau dans une batterie lithium-ion rechargeable.


Les scientifiques identifient une autre raison pour laquelle les batteries ne peuvent pas se recharger en quelques minutes


Plus d’information:
Yong Hu et al, Lithiating magnéto-ionics in a rechargeable battery, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2122866119

Fourni par l’Université de Buffalo

Citation: Un matériau magnétique pourrait aider à surveiller la durée de vie de la batterie (14 juin 2022) récupéré le 14 juin 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-06-magnetic-material-battery-life.html

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