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Multinuclear MR and mri study of lithium-ion cells using a variable field magnet and a fixed frequency RF probe

Magnetic Resonance Letters 2024年第1期4卷 10-20页

作者： Andrés Ramírez Aguilera Florin Marica Kevin J.Sanders Md Al Raihan C.Adam Dyker Gillian R.Goward Bruce *** unb mri centre Department of PhysicsUniversity of New BrunswickFrederictonNew BrunswickE3B 5A3Canada Department of Chemistry McMaster UniversityHamiltonOntarioL8S 4L8Canada Department of Chemistry University of New BrunswickFrederictonNew BrunswickE3B 5A3Canada

An exploratory multinuclear magnetic resonance(MR)and magnetic resonance imaging(mri)study was performed on lithium-ion battery cells with ^(7)Li,^(19)F,and ^(1)H measurements.A variable field superconducting magnet with a fixed frequency parallel-plate radiofrequency(RF)probe was employed in the study.The magnetic field was changed to set the resonance frequency of each nucleus to the fixed RF probe frequency of 33.7 MHz.Two cartridge-like lithium-ion cells,with graphite anodes and LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_(2)(NMC)cathodes,were interrogated.One cell was pristine,and one was charged to a cell voltage of 4.2 V.The results presented demonstrate the great potential of the variable field magnet approach in multinuclear measurement of lithium-ion batteries.These methods open the door for developing faster and simpler methods for detecting,quantifying,and interpreting MR and mri data from lithium-ion and other batteries.

关键词： Multinuclear MR/mri Variable field magnet Lithium-ion battery Parallel-plate rf probe

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The parallel-plate resonator:An RF probe for MR and mri studies over a wide frequency range

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Magnetic Resonance Letters 2023年第4期3卷 306-318页

作者： Andres Ramírez Aguilera Kevin J.Sanders Gillian R.Goward Bruce *** unb mri centre Department of PhysicsUniversity of New BrunswickFrederictonNew BrunswickE3B 5A3Canada Department of Chemistry McMaster UniversityHamiltonOntarioL8S 4L8Canada

We explore the use of the parallel-plate resonator for the study of thin cuboid samples over a wide range of magnetic resonance frequencies.The parallel-plate resonator functions at frequencies from tens to hundreds of MHz.Seven parallel-plate resonators are presented and discussed in a frequency range from 8 to 500 MHz.Magnetic resonance experiments were performed on both horizontal and vertical bore magnet systems with lithium and hydrogen nuclei.Parallel-plate radiofrequency(RF)probes are easy to build and easy to optimize.Experiments and simulations showed good sensitivity of the parallel-plate RF probe geometry with a small decrease in sensitivity at higher frequencies.

关键词： Parallel-plate resonator Optimization Magnetic resonance/magnetic resonance imaging(MR/mri) Batteries

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基于T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关的聚氨酯橡胶相态结构和动力学特征

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波谱学杂志 2023年第2期40卷 111-121页

作者：郭江峰 MACMILLAN Bryce BALCOM Bruce 油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 unb mri centre Department of PhysicsUniversity of New BrunswickFrederictonNew BrunswickE3B 5A3Canada

磁共振技术具有非破坏性、对高分子链运动敏感等特点,是一种能够在分子水平上表征高分子系统相态结构和动力学特征的常用技术.本文利用T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关研究了聚氨酯橡胶的相态结构和分子动力学特征,并用高斯衰减和指数衰减模型... 详细信息

磁共振技术具有非破坏性、对高分子链运动敏感等特点,是一种能够在分子水平上表征高分子系统相态结构和动力学特征的常用技术.本文利用T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关研究了聚氨酯橡胶的相态结构和分子动力学特征,并用高斯衰减和指数衰减模型分析了聚氨酯橡胶的T_(1)-T_(2)^(*)数据.聚氨酯橡胶的T_(1)-T_(2)^(*)谱显示了三种类型的信号:晶体氢组分的T2*最短,过渡相氢组分具有中等的T_(2)^(*),非晶体氢组分的T_(2)^(*)最长;但这三种氢组分表现出相近的T1,且T1随着聚氨酯橡胶硬度的增加或温度的降低而逐渐降低.三种氢组分的磁共振信号强度随聚氨酯橡胶的硬度和温度的变化而变化.随着聚氨酯橡胶硬度的增加,晶体氢组分含量增加,非晶体氢组分和过渡相氢组分的含量降低;随着温度的增加,晶体氢组分含量减少,过渡相氢组分含量保持不变,而非晶体氢组分含量增加.另外,聚氨酯橡胶的硬软比随温度的升高而降低.这些结果表明T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关可用于聚氨酯橡胶的相态结构和动力学评价.

关键词：核磁共振 T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关聚氨酯橡胶相态结构动力学特征

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