核磁共振、电子顺磁共振和磁共振成像技术助力打造绿色未来
核磁共振、电子顺磁共振和磁共振成像技术助力打造绿色未来
电池已成为人类生活的基本组成部分。自20世纪70年代第一块锂离子电池（LIB）的开发，以及索尼于1991年推动第一款可充电产品上市以来，世界已经习惯于便携式电源的便利性——因为手机等日常使用的设备越来越多。
在全球净化自然环境的努力中，锂离子电池也发挥着重要作用。随着世界各国努力用清洁能源取代化石燃料，例如，由锂离子电池提供动力的电动汽车的使用量将会增加。
然而，开采锂矿充满了挑战，也并非没有环境后果。2016年发生的甘孜州荣达锂矿毒气泄漏事件就充分证明了这一点：漂浮在荔枝河中的死鱼就是当地生态系统被破坏的明证。
因此，电池的研发确实很有必要。人们需要开发新技术，使用更普通、更环保、毒性更低的材料来制造电池。但也需要取得平衡：如果新电池的密度较低或使用更昂贵的材料，这将是徒劳的，因为它们对环境的总体影响可能是负面的。
使用核磁共振、电子顺次共振和磁共振成像技术进行电池研究
要实现这些目标，并开发出能够克服当前锂离子电池能量限制的下一代技术，其核心是需要更深入地了解研究人员所掌握的材料的基本化学性质，以及锂离子电池中发生的关键反应的重要方面。
布鲁克的长期经验和一系列技术，包括核磁共振（NMR）、电子顺磁共振（EPR）和磁共振成像（MRI）等，都在帮助研究人员实现这些目标。
虽然电子显微镜和光学显微镜等技术提供了高分辨率的成像，但它们通常仅限于表面成像，并且难以进行定量阐释。核磁共振和电子顺磁共振波谱都是具有定量能力的非侵入性方法，研究也正在继续提高灵敏度和增加分辨率。此外，相关的强大成像技术如核磁共振成像技术正在被用于新的多技术分析范式中。
未来的电池
目前，人们正在制定和审查一系列战略，以突破现有锂离子电池的性能极限。与此同时，对更激进的替代方案的研究也在加速进行。全固态电池就是这些新方法的一个很好的例子。
固态电池将代表电池技术的重大转变。这个概念并不新鲜，但在过去的10年里，人们发现了新的固体电解质系列，它们与液体电解质不同，在加热时不易燃，因此在安全性方面有明显的改善。此外，固态电池允许使用创新的高电压、高容量材料，这可能有助于克服性能问题。由此产生的电池将有可能提供显著提高的能量密度和改善的电池寿命。
随着研究科学家们努力平衡我们未来的便携式能源需求和减少对环境的影响，他们将越来越多地依赖使用核磁共振、电子顺磁共振和磁共振成像技术进行分析。