Командой химиков Университета Нью-Йорка (NYU) разработан метод получения объёмного изображения внутренней части литий-ионных батарей. Он базируется на технологии магниторезонансной визуализации (MRI) и позволяет с высокой детализацией контролировать состояние источников питания в реальном времени.

Конкретной задачей исследования, описанного в статье для сборника PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), был контроль роста дендритов в литий-ионных батареях. Эти древовидные структуры образуются в процессе перезарядки и являются причиной ухудшения производительности батареи, а также пожаров и взрывов.

Большинство известных методов контроля неприменимы к заряжающимся батареям и требуют открытия их корпуса, что уничтожает дендритную структуру и изменяет химический состав элемента питания.

Прямой поиск дендритов с помощью MRI не давал нужных результатов из-за низкой чувствительности и ограниченного разрешения. Поэтому авторы решили сфокусировать внимание на электролите, окружающем литиевые электроды. Они установили, что в окрестности дендритов MRI-изображение сильно искажается, что может служить высокочувствительным индикатором их присутствия. Регистрируя эти искажения, ученые смогли синтезировать полную 3D-картину распределения дендритов внутри батареи.

«Этот метод исследует пространство и материал вокруг дендритов, а не сами дендриты, — пояснил Эндрю Айлотт (Andrew Ilott), главный автор статьи. — Это делает его более универсальным. Мы можем изучать структуры, формируемые другими металлами, например, натрием или магнием, которые сегодня рассматриваются как альтернативы литию. 3D-изображения дают нам представление о морфологии и степени роста дендритов при разных условиях работы батареи».