我國儲能網(wǎng)訊：據(jù)外媒報道，在最近進(jìn)行的項目中，薩塞克斯大學(xué)(UniversityOfSussex)的研究人員利用一種基于量子的傳感器來測量電池行為，并期望所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)可用于改進(jìn)電池技術(shù)。

（圖片來源：薩塞克斯大學(xué)）

該項目解決了提高電池能量密度、耐久性和安全性的關(guān)鍵需求，推動產(chǎn)業(yè)向綠色生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。該校實驗物理學(xué)研究教授PeterKruger表示：“這將意味著量子傳感器首次出現(xiàn)重大商業(yè)影響。”

電池與量子技術(shù)

新的電動汽車控制系統(tǒng)，包括再生制動系統(tǒng)、啟動/停止功能，以及驅(qū)動車輪的電動機(jī)在內(nèi)，都要精確測量和控制電氣輸入，以優(yōu)化性能，防止發(fā)生故障。

在這些系統(tǒng)中，電池電流測量傳感器是重要組成部分，可用于測量電池的充放電水平及健康狀態(tài)?，F(xiàn)在，已有若干技術(shù)可以制造性能良好的電流傳感器，以監(jiān)控車輛電池。

與此同時，通過量子計算模擬電池的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)(如減重、最大密度和電池組裝)，應(yīng)用這些算法再現(xiàn)電池內(nèi)部的化學(xué)成分，加快了電池組的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

薩塞克斯大學(xué)的項目

該項目旨在利用量子磁力計技術(shù)，檢查微型電池的電流是否正常流動。通過這種方式，對新電池和現(xiàn)有電池的化學(xué)成分進(jìn)行快速評估，加快開發(fā)先進(jìn)電池技術(shù)，促進(jìn)電氣化發(fā)展。

磁力計通過單一傳感器來測量磁通密度，而量子磁力計基于亞原子粒子自旋。每個粒子磁矩與外加場的耦合，被量化或限制為由量子力學(xué)定律確定的一組離散值。Kruger指出，通過監(jiān)測電流，可以在電池發(fā)生故障之前，采取預(yù)防措施。量子傳感器可以為電池供應(yīng)某種智能，通過監(jiān)測其健康狀況，減少最易造成磨損的電池負(fù)載。

Kruger表示：“目前，電池監(jiān)控解決方法重要集中在測量電池的電壓，從而明確顯示電池內(nèi)部剩余的電荷。在隨后的許多次充放電循環(huán)中，通過測量這些電壓，可以在電池退化時監(jiān)控充電容量。這些測量對監(jiān)測電池的健康狀態(tài)很有用，但并不能充分顯示電池的內(nèi)部狀態(tài)。通過正在開發(fā)的量子系統(tǒng)，可以測量電池出現(xiàn)的磁場，從而推斷流經(jīng)電池的電流。這個系統(tǒng)就像一個‘磁性攝像機(jī)’，能夠窺視電池內(nèi)部。”

該研究小組的目標(biāo)是開發(fā)小型、低功耗、便攜設(shè)備。這些設(shè)備不要基礎(chǔ)設(shè)施，運行成本最低，因此適合經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。研究人員還將與CDO2、MagneticShieldsLtd和QinetiQ密切合作，以實現(xiàn)其目標(biāo)。MagneticShieldsLtd公司將供應(yīng)所需的磁性無噪音環(huán)境，使傳感器技術(shù)在測試時達(dá)到前所未有的靈敏度。

目前最大的挑戰(zhàn)在于提高電池容量。Kruger表示：“從技術(shù)上講，傳感器不僅對電池的磁場敏感，而且對所有鐵磁性物質(zhì)的磁場都敏感。我們所做的大部分工作都是有關(guān)傳感器設(shè)計，以及如何使其免受外部磁源的影響，比如過濾掉汽車電動機(jī)出現(xiàn)的磁場?！?/p>