彈跳電池以判斷其是否仍然可用——真的嗎 [影片]

科學家證明,當內部材料密度降低時,耗盡的 AA 電池會彈得更高

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受一個YouTube 影片的啟發,美國科學家證實,一個簡單的彈跳測試可以作為一種指示電池電量的技術

鹼性 AA 電池是最常見的電池型別之一,有很多方法可以評估這些電池的電量,通常需要電子指示器。現在,由普林斯頓大學的 Daniel Steingart 領導的一個團隊,將 恢復係數 (COR),一種彈跳的衡量標準,與各種電量的電池相關聯,並確定了它們的電量,其準確度與原位能量色散 X 射線衍射 (EDXRD) 的程度相似。

這種準確度水平是可能的,因為彈跳的變化與電量耗盡時發生的物理變化直接相關。


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鹼性電池由凝膠狀鋅陽極和 MnO2 陰極組成。當電池放電時,鋅陽極開始氧化,在溶液中形成 Zn(OH)42- 離子,直到電解質過飽和。然後,離子在鋅顆粒周圍沉澱成 ZnO,並在陽極中形成滲透網路,在約 50% 電量時將凝膠緻密化成固體陶瓷。這種變化以與 ZnO 形成直接相關的速率顯著增加了彈跳高度。當電池電量下降到一半後,當 ZnO 陶瓷完全形成時,恢復係數將穩定下來,電池彈跳保持不變。

Steingart 解釋說,他對透過如此簡單的測量可以獲得的資訊感到特別高興。“我們需要 XRD 來解釋為什麼彈跳會這樣變化,但是一旦建立了相關性,中學的物理實驗就可以指出電池中反應發生的位置和方式。”他還說,這適用於其他鹼性電池,他們測試的電池製造商金霸王證實,他們將電池設計為可承受高達 30 釐米的短距離跌落。

美國俄亥俄大學的顯微鏡和高階儀器專家 Yuxuan Wang 對該技術的便利性印象深刻:“它的簡單性和低成本使其成為其他廣泛使用的診斷工具的絕佳補充。”

本文經 化學世界 許可轉載。該文章於 2015 年 3 月 31 日首次發表

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