Fylder lithium-ion-celler hurtigere

Udviklere fra Bosch og forskere ved det tekniske universitet i München (TUM) bruger neutroner til at analysere fyldningen af ​​lithium-ion-batterier til hybridbiler med elektrolytter. Deres eksperimenter viser, at elektroder fugtes dobbelt så hurtigt i vakuum som under normalt tryk.

En af de mest kritiske og tidskrævende processer i batteriproduktion er fyldning af lithiumceller med elektrolytvæske efter placeringen af ​​elektroder i en battericelle. Mens selve påfyldningsprocessen kun tager et par sekunder, batteriproducenter venter ofte flere timer for at sikre, at væsken absorberes fuldt ud i porerne i elektrodestakken.

Det faktum, at neutroner ikke let absorberes af metalbatterihuset, gør dem ideelle til at analysere batterier. Dermed, Bosch medarbejdere, i samarbejde med forskere fra TU München og universitetet i Erlangen-Nürnberg, undersøgte fyldningsprocessen på neutronbilleddannelses- og tomografifaciliteten ANTARES af forskningsneutronkilden FRM II.

Hurtigere i et vakuum

Producenter af lithiumceller fylder ofte de tomme celler i et vakuum. Processen overvåges indirekte ved hjælp af modstandsmålinger. "For at sikre, at alle elektrodernes porer er fyldt med elektrolytten, producenter indbygger store sikkerhedsmargener, " siger Bosch-udvikler Dr. Wolfgang Weydanz. "Det koster tid og penge."

I lyset af neutronerne, forskerne erkendte, at elektroderne i et vakuum blev fugtet fuldstændigt på lidt over 50 minutter. Under normalt tryk, dette tager omkring 100 minutter. Væsken fordeler sig jævnt i battericellen fra alle fire sider, udefra og ind.

Ud over, elektroderne absorberer ti procent mindre elektrolyt under normalt tryk. Synderen er gasser, der hindrer befugtningsprocessen, som forskerne for første gang kunne demonstrere ved hjælp af neutronerne.