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研究機関および大学からの応用研究

TUM0318ボッシュの開発者と ミュンヘン工科大学 (TUM)は、ハイブリッドカー用のリチウムイオン電池の電解質流体への充填を分析するために中性子を使用してきた。 彼らの実験は、電極が通常の圧力の場合と同様に真空下で2倍の速さで濡れることを示した。

ビデオは、中性子ラジオグラフィーおよび断層撮影システムからの中性子ビームの光における、大気圧(左)および真空(右)における電極濡れの違いを示す。

電池製造における最も重要かつ時間のかかるプロセスの1つは、電極が電池セルに設置された後に、リチウムイオン電池に電解質流体を充填することである。 充填には数秒しかかかりませんが、電池メーカーはしばしば、流体が電極スタックの細孔内に完全に吸収されることを確認するために数時間待機します。

中性子は電池の金属ハウジングにほとんど吸収されないので、電池内部のプロセスを非常にうまく分析するために使用することができます。 ミュンヘン工科大学とエアランゲン・ニュルンベルク大学の科学者とともに、ボッシュ社の従業員はGarchingの中性子源FRM IIの中性子断層撮影システムであるAntaresの充填プロセスを調査しました。

リチウムイオン電池の多くの製造業者は空のセルを真空中で満たす。 間接的に、プロセスは抵抗測定で追跡されます。 「電極のすべての細孔が電解液で満たされていることを確認するために、メーカーは長い安全マージンを計画しています」とBoschの開発者Dr. med。 Wolfgang Weydanz。
中性子に照らして、科学者たちは、50分後に電極全体が真空中で濡れるのを見た。 通常の圧力では、これは100分を要します。 液体は、外側から中央に4つの側面すべてから均等に電池セル内に広がる。

加えて、電極は、常圧下で10%少ない電解質を吸収する。 これは、科学者が中性子の助けを借りて最初に示した液体による濡れを妨げるガスによるものです。


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